; LLVM IR from VastoLorde95/Competitive-Programming :: Hackerrank/Company Contests/SnapDeal Hackathon/Problem D/D.ll (Z1fxx)

; 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"

@sum = external dso_local global [200100 x [21 x i64]], align 16
@k1 = external dso_local global i64, align 8
@k2 = external dso_local global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z1fxx(i64 noundef %0, i64 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  store i64 %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  store i64 0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  store i64 0, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  store i64 0, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  store i64 0, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %12

12:                                               ; preds = %80, %2
  %13 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %14 = icmp sle i64 %13, 20
  br i1 %14, label %16, label %15

15:                                               ; preds = %12
  store i32 2, ptr %11, align 4
  br label %83

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = icmp sgt i64 %17, 0
  br i1 %18, label %19, label %32

19:                                               ; preds = %16
  %20 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds [200100 x [21 x i64]], ptr @sum, i64 0, i64 %20
  %22 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds [21 x i64], ptr %21, i64 0, i64 %22
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = sub nsw i64 %25, 1
  %27 = getelementptr inbounds [200100 x [21 x i64]], ptr @sum, i64 0, i64 %26
  %28 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %29 = getelementptr inbounds [21 x i64], ptr %27, i64 0, i64 %28
  %30 = load i64, ptr %29, align 8, !tbaa !5
  %31 = sub nsw i64 %24, %30
  store i64 %31, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %38

32:                                               ; preds = %16
  %33 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds [200100 x [21 x i64]], ptr @sum, i64 0, i64 %33
  %35 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds [21 x i64], ptr %34, i64 0, i64 %35
  %37 = load i64, ptr %36, align 8, !tbaa !5
  store i64 %37, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %38

38:                                               ; preds = %32, %19
  %39 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %41 = sub nsw i64 %39, %40
  %42 = add nsw i64 %41, 1
  %43 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %44 = sub nsw i64 %42, %43
  store i64 %44, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %46 = shl i64 1, %45
  %47 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %48 = mul nsw i64 %46, %47
  %49 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %50 = mul nsw i64 %48, %49
  %51 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %52 = add nsw i64 %51, %50
  store i64 %52, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %54 = shl i64 1, %53
  %55 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %57 = sub nsw i64 %56, 1
  %58 = mul nsw i64 %55, %57
  %59 = mul nsw i64 %54, %58
  %60 = sdiv i64 %59, 2
  %61 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %62 = add nsw i64 %61, %60
  store i64 %62, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %64 = shl i64 1, %63
  %65 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %66 = mul nsw i64 %64, %65
  %67 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %68 = mul nsw i64 %66, %67
  %69 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %70 = add nsw i64 %69, %68
  store i64 %70, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i64, ptr @k1, align 8, !tbaa !5
  %73 = icmp sgt i64 %71, %72
  br i1 %73, label %74, label %79

74:                                               ; preds = %38
  %75 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i64, ptr @k2, align 8, !tbaa !5
  %77 = icmp sgt i64 %75, %76
  br i1 %77, label %78, label %79

78:                                               ; preds = %74
  store i64 1, ptr %3, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %83

79:                                               ; preds = %74, %38
  br label %80

80:                                               ; preds = %79
  %81 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %82 = add nsw i64 %81, 1
  store i64 %82, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %12, !llvm.loop !9

83:                                               ; preds = %78, %15
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %84 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %84, label %86 [
    i32 2, label %85
  ]

85:                                               ; preds = %83
  store i64 0, ptr %3, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %86

86:                                               ; preds = %85, %83
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %87 = load i64, ptr %3, align 8
  ret i64 %87
}

; 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 = 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"

@sum = external dso_local local_unnamed_addr global [200100 x [21 x i64]], align 16
@k1 = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8
@k2 = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef range(i64 0, 2) i64 @_Z1fxx(i64 noundef %0, i64 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i64 %0, 0
  %4 = add nsw i64 %0, -1
  %reass.sub = sub i64 %1, %0
  %5 = add i64 %reass.sub, 1
  %6 = load i64, ptr @k1, align 8, !tbaa !5
  %7 = load i64, ptr @k2, align 8
  br i1 %3, label %.split.us, label %.split

.split.us:                                        ; preds = %2, %26
  %8 = phi i1 [ %28, %26 ], [ true, %2 ]
  %.02838.us = phi i64 [ %27, %26 ], [ 0, %2 ]
  %.03037.us = phi i64 [ %23, %26 ], [ 0, %2 ]
  %.03136.us = phi i64 [ %22, %26 ], [ 0, %2 ]
  %9 = getelementptr inbounds [200100 x [21 x i64]], ptr @sum, i64 0, i64 %1, i64 %.02838.us
  %10 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds [200100 x [21 x i64]], ptr @sum, i64 0, i64 %4, i64 %.02838.us
  %12 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %13 = sub nsw i64 %10, %12
  %14 = sub i64 %5, %13
  %15 = shl nsw i64 %13, %.02838.us
  %16 = mul nsw i64 %15, %14
  %17 = add nsw i64 %16, %.03136.us
  %18 = add nsw i64 %13, -1
  %19 = mul nsw i64 %18, %13
  %20 = shl nsw i64 %19, %.02838.us
  %21 = sdiv i64 %20, 2
  %22 = add nsw i64 %17, %21
  %23 = add nsw i64 %16, %.03037.us
  %24 = icmp sgt i64 %22, %6
  %25 = icmp sgt i64 %23, %7
  %or.cond.us = select i1 %24, i1 %25, i1 false
  br i1 %or.cond.us, label %.split40.us, label %26

26:                                               ; preds = %.split.us
  %27 = add nuw nsw i64 %.02838.us, 1
  %28 = icmp ult i64 %.02838.us, 20
  %exitcond43.not = icmp eq i64 %27, 21
  br i1 %exitcond43.not, label %.split40.us, label %.split.us, !llvm.loop !9

29:                                               ; preds = %.split
  %30 = add nuw nsw i64 %.02838, 1
  %31 = icmp ult i64 %.02838, 20
  %exitcond.not = icmp eq i64 %30, 21
  br i1 %exitcond.not, label %.split40.us, label %.split, !llvm.loop !9

.split:                                           ; preds = %2, %29
  %32 = phi i1 [ %31, %29 ], [ true, %2 ]
  %.02838 = phi i64 [ %30, %29 ], [ 0, %2 ]
  %.03037 = phi i64 [ %44, %29 ], [ 0, %2 ]
  %.03136 = phi i64 [ %43, %29 ], [ 0, %2 ]
  %33 = getelementptr inbounds [200100 x [21 x i64]], ptr @sum, i64 0, i64 %1, i64 %.02838
  %34 = load i64, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  %35 = sub i64 %5, %34
  %36 = shl nsw i64 %34, %.02838
  %37 = mul nsw i64 %36, %35
  %38 = add nsw i64 %37, %.03136
  %39 = add nsw i64 %34, -1
  %40 = mul nsw i64 %39, %34
  %41 = shl nsw i64 %40, %.02838
  %42 = sdiv i64 %41, 2
  %43 = add nsw i64 %38, %42
  %44 = add nsw i64 %37, %.03037
  %45 = icmp sgt i64 %43, %6
  %46 = icmp sgt i64 %44, %7
  %or.cond = select i1 %45, i1 %46, i1 false
  br i1 %or.cond, label %.split40.us, label %29

.split40.us:                                      ; preds = %29, %.split, %26, %.split.us
  %.us-phi = phi i1 [ %8, %.split.us ], [ %28, %26 ], [ %32, %.split ], [ %31, %29 ]
  %spec.select = zext i1 %.us-phi to i64
  ret i64 %spec.select
}

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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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