; LLVM IR from andreimaximov/algorithms :: codeforces/paths-in-complete-binary-tree/main.ll (Z6parentll)

; 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"

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z4rootl(i64 noundef) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z6parentll(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
  store i64 %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %9 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %10 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %11 = call noundef i64 @_Z4rootl(i64 noundef %10)
  %12 = icmp eq i64 %9, %11
  br i1 %12, label %13, label %16

13:                                               ; preds = %2
  %14 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %15 = call noundef i64 @_Z4rootl(i64 noundef %14)
  store i64 %15, ptr %3, align 8
  br label %65

16:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  store i64 1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  store i64 1, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %17

17:                                               ; preds = %21, %16
  %18 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = icmp sle i64 %18, %19
  br i1 %20, label %21, label %27

21:                                               ; preds = %17
  %22 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %23 = mul nsw i64 %22, 2
  store i64 %23, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %25 = mul nsw i64 %24, 2
  %26 = add nsw i64 %25, 1
  store i64 %26, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %17, !llvm.loop !9

27:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %28 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %29 = sdiv i64 %28, 2
  store i64 %29, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %31 = sdiv i64 %30, 2
  store i64 %31, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %62, %27
  %33 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %35 = icmp ne i64 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %63

36:                                               ; preds = %32
  %37 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i64 %37, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %40 = icmp slt i64 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %49

41:                                               ; preds = %36
  %42 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %44 = sdiv i64 %43, 4
  %45 = add nsw i64 %42, %44
  %46 = add nsw i64 %45, 1
  store i64 %46, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %48 = sdiv i64 %47, 2
  store i64 %48, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %62

49:                                               ; preds = %36
  %50 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %52 = icmp sgt i64 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %61

53:                                               ; preds = %49
  %54 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %56 = sdiv i64 %55, 4
  %57 = sub nsw i64 %54, %56
  %58 = sub nsw i64 %57, 1
  store i64 %58, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %60 = sdiv i64 %59, 2
  store i64 %60, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %61

61:                                               ; preds = %53, %49
  br label %62

62:                                               ; preds = %61, %41
  br label %32, !llvm.loop !11

63:                                               ; preds = %32
  %64 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 %64, ptr %3, align 8
  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
  br label %65

65:                                               ; preds = %63, %13
  %66 = load i64, ptr %3, align 8
  ret i64 %66
}

; 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", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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"

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z4rootl(i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z6parentll(i64 noundef %0, i64 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = tail call noundef i64 @_Z4rootl(i64 noundef %1)
  %4 = icmp eq i64 %3, %0
  br i1 %4, label %5, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %2
  %.not31 = icmp slt i64 %0, 1
  br i1 %.not31, label %._crit_edge, label %.lr.ph

5:                                                ; preds = %2
  %6 = tail call noundef i64 @_Z4rootl(i64 noundef %1)
  br label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %.lr.ph
  %.02433 = phi i64 [ %9, %.lr.ph ], [ 1, %.preheader ]
  %.02632 = phi i64 [ %7, %.lr.ph ], [ 1, %.preheader ]
  %7 = shl nsw i64 %.02632, 1
  %8 = shl nsw i64 %.02433, 1
  %9 = or disjoint i64 %8, 1
  %.not = icmp sgt i64 %7, %0
  br i1 %.not, label %._crit_edge.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !5

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph
  %10 = sdiv i64 %9, 2
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader
  %.026.lcssa = phi i64 [ 1, %.preheader ], [ %7, %._crit_edge.loopexit ]
  %.024.lcssa = phi i64 [ 0, %.preheader ], [ %10, %._crit_edge.loopexit ]
  %11 = lshr i64 %.026.lcssa, 1
  %.not3035 = icmp eq i64 %11, %0
  br i1 %.not3035, label %.loopexit, label %.lr.ph39

.lr.ph39:                                         ; preds = %._crit_edge, %24
  %.037 = phi i64 [ %.1, %24 ], [ %11, %._crit_edge ]
  %.12536 = phi i64 [ %.2, %24 ], [ %.024.lcssa, %._crit_edge ]
  %12 = icmp slt i64 %.037, %0
  br i1 %12, label %13, label %18

13:                                               ; preds = %.lr.ph39
  %14 = sdiv i64 %.12536, 4
  %15 = add nsw i64 %14, 1
  %16 = add i64 %15, %.037
  %17 = sdiv i64 %.12536, 2
  br label %24

18:                                               ; preds = %.lr.ph39
  %19 = icmp sgt i64 %.037, %0
  br i1 %19, label %20, label %24

20:                                               ; preds = %18
  %.neg = sdiv i64 %.12536, -4
  %21 = add nsw i64 %.037, -1
  %22 = add i64 %21, %.neg
  %23 = sdiv i64 %.12536, 2
  br label %24

24:                                               ; preds = %18, %20, %13
  %.2 = phi i64 [ %17, %13 ], [ %23, %20 ], [ %.12536, %18 ]
  %.1 = phi i64 [ %16, %13 ], [ %22, %20 ], [ %.037, %18 ]
  %.not30 = icmp eq i64 %.1, %0
  br i1 %.not30, label %.loopexit, label %.lr.ph39, !llvm.loop !7

.loopexit:                                        ; preds = %24, %._crit_edge, %5
  %.028 = phi i64 [ %6, %5 ], [ %.026.lcssa, %._crit_edge ], [ %.037, %24 ]
  ret i64 %.028
}

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" }

!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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}


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