; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/1023.ll (Z3dfsi)

; 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"

@num = external dso_local global [50001 x i32], align 16
@tmp = external dso_local global i32, align 4
@ans = external dso_local global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %6 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %7 = sub nsw i32 %6, 1
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = add nsw i32 %10, %14
  store i32 %15, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %19 = add nsw i64 %18, %17
  store i64 %19, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %21 = add nsw i32 %20, -1
  store i32 %21, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  store i32 %22, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %23

23:                                               ; preds = %36, %1
  %24 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp slt i32 %24, %25
  br i1 %26, label %27, label %39

27:                                               ; preds = %23
  %28 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %34
  store i32 %32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  br label %36

36:                                               ; preds = %27
  %37 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %23, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %23
  %40 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %41 = sub nsw i32 %40, 1
  store i32 %41, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %42

42:                                               ; preds = %64, %39
  %43 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp sgt i32 %43, 0
  br i1 %44, label %45, label %53

45:                                               ; preds = %42
  %46 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %47 = sub nsw i32 %46, 1
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %52 = icmp slt i32 %50, %51
  br label %53

53:                                               ; preds = %45, %42
  %54 = phi i1 [ false, %42 ], [ %52, %45 ]
  br i1 %54, label %55, label %67

55:                                               ; preds = %53
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = sub nsw i32 %56, 1
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %62
  store i32 %60, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  br label %64

64:                                               ; preds = %55
  %65 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %66 = add nsw i32 %65, -1
  store i32 %66, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %42, !llvm.loop !13

67:                                               ; preds = %53
  %68 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %70
  store i32 %68, ptr %71, align 4, !tbaa !5
  br label %72

72:                                               ; preds = %88, %67
  %73 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %74 = icmp sge i32 %73, 2
  br i1 %74, label %75, label %86

75:                                               ; preds = %72
  %76 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %77
  %79 = load i32, ptr %78, align 4, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %81 = sub nsw i32 %80, 2
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %83, align 4, !tbaa !5
  %85 = icmp sge i32 %79, %84
  br label %86

86:                                               ; preds = %75, %72
  %87 = phi i1 [ false, %72 ], [ %85, %75 ]
  br i1 %87, label %88, label %97

88:                                               ; preds = %86
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %89 = load i32, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %91 = sub nsw i32 %89, %90
  store i32 %91, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %93 = sub nsw i32 %92, 1
  call void @_Z3dfsi(i32 noundef %93)
  %94 = load i32, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %96 = sub nsw i32 %94, %95
  store i32 %96, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %72, !llvm.loop !14

97:                                               ; preds = %86
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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"

@num = external dso_local local_unnamed_addr global [50001 x i32], align 16
@tmp = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dfsi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = add nsw i32 %0, -1
  %3 = sext i32 %2 to i64
  %4 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %3
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = sext i32 %0 to i64
  %7 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = add nsw i32 %8, %5
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %12 = add nsw i64 %11, %10
  store i64 %12, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %14 = add nsw i32 %13, -1
  store i32 %14, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp sgt i32 %14, %0
  br i1 %15, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %1
  %wide.trip.count = sext i32 %14 to i64
  %16 = sext i32 %13 to i64
  %17 = xor i64 %6, -1
  %18 = add nsw i64 %17, %16
  %min.iters.check = icmp ult i64 %18, 8
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph.preheader45, label %vector.ph

.lr.ph.preheader45:                               ; preds = %middle.block, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv.ph = phi i64 [ %6, %.lr.ph.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %.lr.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph.preheader
  %n.vec = and i64 %18, -8
  %ind.end = add nsw i64 %n.vec, %6
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = add i64 %index, %6
  %19 = add nsw i64 %offset.idx, 1
  %20 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %19
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %20, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %wide.load43 = load <4 x i32>, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %offset.idx
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %22, i64 16
  store <4 x i32> %wide.load, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %wide.load43, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %24 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %24, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !11

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %18, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.preheader, label %.lr.ph.preheader45

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph, %middle.block, %1
  %25 = icmp sgt i32 %0, 1
  br i1 %25, label %.lr.ph29.preheader, label %.critedge

.lr.ph29.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %26 = zext nneg i32 %2 to i64
  br label %.lr.ph29

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader45, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.ph, %.lr.ph.preheader45 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %27 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %28, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader, label %.lr.ph, !llvm.loop !15

.lr.ph29:                                         ; preds = %.lr.ph29.preheader, %33
  %indvars.iv37 = phi i64 [ %26, %.lr.ph29.preheader ], [ %indvars.iv.next38, %33 ]
  %indvars.iv.next38 = add nsw i64 %indvars.iv37, -1
  %30 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %indvars.iv.next38
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp slt i32 %31, %9
  br i1 %32, label %33, label %.critedge.loopexit.split.loop.exit40

33:                                               ; preds = %.lr.ph29
  %34 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %indvars.iv37
  store i32 %31, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %35 = icmp ugt i64 %indvars.iv37, 1
  br i1 %35, label %.lr.ph29, label %.critedge.loopexit, !llvm.loop !16

.critedge.loopexit.split.loop.exit40:             ; preds = %.lr.ph29
  %36 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv37 to i32
  br label %.critedge.loopexit

.critedge.loopexit:                               ; preds = %33, %.critedge.loopexit.split.loop.exit40
  %.1.lcssa.ph = phi i32 [ %36, %.critedge.loopexit.split.loop.exit40 ], [ 0, %33 ]
  %.pre = sext i32 %.1.lcssa.ph to i64
  br label %.critedge

.critedge:                                        ; preds = %.critedge.loopexit, %.preheader
  %.pre-phi = phi i64 [ %.pre, %.critedge.loopexit ], [ %3, %.preheader ]
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.1.lcssa.ph, %.critedge.loopexit ], [ %2, %.preheader ]
  %37 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %.pre-phi
  store i32 %9, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %38 = icmp sgt i32 %.1.lcssa, 1
  br i1 %38, label %.lr.ph33, label %.critedge2

.lr.ph33:                                         ; preds = %.critedge, %47
  %39 = phi i32 [ %49, %47 ], [ %14, %.critedge ]
  %.232 = phi i32 [ %50, %47 ], [ %.1.lcssa, %.critedge ]
  %40 = zext nneg i32 %.232 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %.232, -2
  %44 = zext nneg i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp slt i32 %42, %46
  br i1 %.not, label %.critedge2, label %47

47:                                               ; preds = %.lr.ph33
  %.neg = sub i32 %.232, %39
  %48 = add nsw i32 %.232, -1
  tail call void @_Z3dfsi(i32 noundef %48)
  %49 = load i32, ptr @tmp, align 4, !tbaa !5
  %50 = add i32 %.neg, %49
  %51 = icmp sgt i32 %50, 1
  br i1 %51, label %.lr.ph33, label %.critedge2, !llvm.loop !17

.critedge2:                                       ; preds = %.lr.ph33, %47, %.critedge
  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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12, !13, !14}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!14 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!15 = distinct !{!15, !12, !14, !13}
!16 = distinct !{!16, !12}
!17 = distinct !{!17, !12}


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