; LLVM IR from brpapa/algorithms :: solutions/uva/11195.ll (Z2bti)

; 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"

@ur = external dso_local global i32, align 4
@uld = external dso_local global i32, align 4
@urd = external dso_local global i32, align 4
@board = external dso_local global [15 x [15 x i8]], align 16
@ans = external dso_local global i32, align 4
@N = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z2bti(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %4 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %5 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %6 = icmp eq i32 %4, %5
  br i1 %6, label %7, label %10

7:                                                ; preds = %1
  %8 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %9 = add nsw i32 %8, 1
  store i32 %9, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %99

10:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %11

11:                                               ; preds = %96, %10
  %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) #2
  br label %99

16:                                               ; preds = %11
  %17 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds [15 x [15 x i8]], ptr @board, i64 0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [15 x i8], ptr %19, i64 0, i64 %21
  %23 = load i8, ptr %22, align 1, !tbaa !9
  %24 = sext i8 %23 to i32
  %25 = icmp ne i32 %24, 42
  br i1 %25, label %26, label %95

26:                                               ; preds = %16
  %27 = load i32, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %29 = shl i32 1, %28
  %30 = and i32 %27, %29
  %31 = icmp ne i32 %30, 0
  br i1 %31, label %95, label %32

32:                                               ; preds = %26
  %33 = load i32, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %36 = sub nsw i32 %34, %35
  %37 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %36, %37
  %39 = sub nsw i32 %38, 1
  %40 = shl i32 1, %39
  %41 = and i32 %33, %40
  %42 = icmp ne i32 %41, 0
  br i1 %42, label %95, label %43

43:                                               ; preds = %32
  %44 = load i32, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %47 = add nsw i32 %45, %46
  %48 = shl i32 1, %47
  %49 = and i32 %44, %48
  %50 = icmp ne i32 %49, 0
  br i1 %50, label %95, label %51

51:                                               ; preds = %43
  %52 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %53 = shl i32 1, %52
  %54 = load i32, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %55 = or i32 %54, %53
  store i32 %55, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %58 = sub nsw i32 %56, %57
  %59 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %60 = add nsw i32 %58, %59
  %61 = sub nsw i32 %60, 1
  %62 = shl i32 1, %61
  %63 = load i32, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %64 = or i32 %63, %62
  store i32 %64, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %65, %66
  %68 = shl i32 1, %67
  %69 = load i32, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  %70 = or i32 %69, %68
  store i32 %70, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %72 = add nsw i32 %71, 1
  call void @_Z2bti(i32 noundef %72)
  %73 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %74 = shl i32 1, %73
  %75 = xor i32 %74, -1
  %76 = load i32, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %77 = and i32 %76, %75
  store i32 %77, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %80 = sub nsw i32 %78, %79
  %81 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %82 = add nsw i32 %80, %81
  %83 = sub nsw i32 %82, 1
  %84 = shl i32 1, %83
  %85 = xor i32 %84, -1
  %86 = load i32, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %87 = and i32 %86, %85
  store i32 %87, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %90 = add nsw i32 %88, %89
  %91 = shl i32 1, %90
  %92 = xor i32 %91, -1
  %93 = load i32, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  %94 = and i32 %93, %92
  store i32 %94, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  br label %95

95:                                               ; preds = %51, %43, %32, %26, %16
  br label %96

96:                                               ; preds = %95
  %97 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %98 = add nsw i32 %97, 1
  store i32 %98, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %11, !llvm.loop !10

99:                                               ; preds = %15, %7
  ret void
}

; 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 = !{!7, !7, i64 0}
!10 = distinct !{!10, !11}
!11 = !{!"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"

@ur = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@uld = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@urd = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@board = external dso_local local_unnamed_addr global [15 x [15 x i8]], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@N = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z2bti(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %3 = icmp eq i32 %2, %0
  br i1 %3, label %7, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %1
  %4 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %5 = sext i32 %0 to i64
  %6 = add nsw i32 %0, 1
  br label %10

7:                                                ; preds = %1
  %8 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %9 = add nsw i32 %8, 1
  store i32 %9, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

10:                                               ; preds = %.lr.ph, %50
  %11 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %51, %50 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %50 ]
  %12 = getelementptr inbounds [15 x [15 x i8]], ptr @board, i64 0, i64 %indvars.iv, i64 %5
  %13 = load i8, ptr %12, align 1, !tbaa !9
  %.not = icmp eq i8 %13, 42
  br i1 %.not, label %50, label %14

14:                                               ; preds = %10
  %15 = load i32, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %16 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %17 = shl nuw i32 1, %16
  %18 = and i32 %15, %17
  %.not23 = icmp eq i32 %18, 0
  br i1 %.not23, label %19, label %50

19:                                               ; preds = %14
  %20 = load i32, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %21 = add i32 %11, -1
  %22 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %23 = sub i32 %22, %0
  %24 = add i32 %21, %23
  %25 = shl nuw i32 1, %24
  %26 = and i32 %20, %25
  %.not24 = icmp eq i32 %26, 0
  br i1 %.not24, label %27, label %50

27:                                               ; preds = %19
  %28 = load i32, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  %29 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %30 = add i32 %29, %0
  %31 = shl nuw i32 1, %30
  %32 = and i32 %28, %31
  %.not25 = icmp eq i32 %32, 0
  br i1 %.not25, label %33, label %50

33:                                               ; preds = %27
  %34 = or i32 %15, %17
  store i32 %34, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %35 = or i32 %20, %25
  store i32 %35, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %36 = or i32 %28, %31
  store i32 %36, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  tail call void @_Z2bti(i32 noundef %6)
  %37 = xor i32 %17, -1
  %38 = load i32, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %39 = and i32 %38, %37
  store i32 %39, ptr @ur, align 4, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %41 = add i32 %23, -1
  %42 = add i32 %41, %40
  %43 = shl nuw i32 1, %42
  %44 = xor i32 %43, -1
  %45 = load i32, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %46 = and i32 %45, %44
  store i32 %46, ptr @uld, align 4, !tbaa !5
  %47 = xor i32 %31, -1
  %48 = load i32, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  %49 = and i32 %48, %47
  store i32 %49, ptr @urd, align 4, !tbaa !5
  br label %50

50:                                               ; preds = %10, %14, %19, %27, %33
  %51 = phi i32 [ %11, %10 ], [ %11, %14 ], [ %11, %19 ], [ %11, %27 ], [ %40, %33 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %52
  br i1 %53, label %10, label %.loopexit, !llvm.loop !10

.loopexit:                                        ; preds = %50, %.preheader, %7
  ret void
}

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 = !{!7, !7, i64 0}
!10 = distinct !{!10, !11}
!11 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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