; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/1169.ll (Z5solvev)

; 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"

@n = external dso_local global i32, align 4
@a = external dso_local global [101 x i32], align 16
@f = external dso_local global [3 x i32], align 4

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z5solvev() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %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
  %8 = alloca [2 x i64], align 16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %1) #2
  store i32 1, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 29, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %9

9:                                                ; preds = %136, %0
  %10 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sge i32 %10, 0
  br i1 %11, label %13, label %12

12:                                               ; preds = %9
  store i32 2, ptr %3, align 4
  br label %139

13:                                               ; preds = %9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %14 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %15 = shl i32 1, %14
  %16 = sub i32 %15, 1
  store i32 %16, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 2), align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %17

17:                                               ; preds = %105, %13
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp slt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %17
  store i32 5, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %108

22:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %28 = and i32 %26, %27
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  store i32 %29, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %35 = ashr i32 %33, %34
  %36 = and i32 %35, 1
  %37 = icmp ne i32 %36, 0
  br i1 %37, label %38, label %82

38:                                               ; preds = %22
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %8) #2
  %39 = load i32, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = load i32, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 2), align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %44 = zext i32 %43 to i64
  %45 = shl i64 %42, %44
  %46 = add nsw i64 %40, %45
  store i64 %46, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %47 = getelementptr inbounds i64, ptr %8, i64 1
  %48 = load i32, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %51 = zext i32 %50 to i64
  %52 = shl i64 %49, %51
  store i64 %52, ptr %47, align 8, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %54 = xor i32 %53, 1
  store i32 %54, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = mul nsw i64 %56, %58
  %60 = srem i64 %59, 1000000007
  %61 = trunc i64 %60 to i32
  store i32 %61, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = mul nsw i64 %63, %65
  %67 = getelementptr inbounds [2 x i64], ptr %8, i64 0, i64 0
  %68 = load i64, ptr %67, align 16, !tbaa !9
  %69 = add nsw i64 %66, %68
  %70 = srem i64 %69, 1000000007
  %71 = trunc i64 %70 to i32
  store i32 %71, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 2), align 4, !tbaa !5
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = mul nsw i64 %73, %75
  %77 = getelementptr inbounds [2 x i64], ptr %8, i64 0, i64 1
  %78 = load i64, ptr %77, align 8, !tbaa !9
  %79 = add nsw i64 %76, %78
  %80 = srem i64 %79, 1000000007
  %81 = trunc i64 %80 to i32
  store i32 %81, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 2), align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %8) #2
  br label %104

82:                                               ; preds = %22
  %83 = load i32, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = mul nsw i64 %84, %86
  %88 = srem i64 %87, 1000000007
  %89 = trunc i64 %88 to i32
  store i32 %89, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = mul nsw i64 %91, %93
  %95 = srem i64 %94, 1000000007
  %96 = trunc i64 %95 to i32
  store i32 %96, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 2), align 4, !tbaa !5
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = mul nsw i64 %98, %100
  %102 = srem i64 %101, 1000000007
  %103 = trunc i64 %102 to i32
  store i32 %103, ptr getelementptr inbounds ([3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 2), align 4, !tbaa !5
  br label %104

104:                                              ; preds = %82, %38
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %105

105:                                              ; preds = %104
  %106 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %107 = add nsw i32 %106, 1
  store i32 %107, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %17, !llvm.loop !11

108:                                              ; preds = %21
  %109 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %110 = xor i32 %109, 1
  %111 = add nsw i32 1, %110
  %112 = sext i32 %111 to i64
  %113 = getelementptr inbounds [3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %112
  %114 = load i32, ptr %113, align 4, !tbaa !5
  %115 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %116 = add nsw i32 %115, %114
  store i32 %116, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %117 = icmp sge i32 %116, 1000000007
  br i1 %117, label %118, label %121

118:                                              ; preds = %108
  %119 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %120 = sub nsw i32 %119, 1000000007
  store i32 %120, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %121

121:                                              ; preds = %118, %108
  %122 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %123 = icmp ne i32 %122, 0
  br i1 %123, label %124, label %132

124:                                              ; preds = %121
  %125 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %126 = add nsw i32 %125, -1
  store i32 %126, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %127 = icmp slt i32 %126, 0
  br i1 %127, label %128, label %131

128:                                              ; preds = %124
  %129 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %130 = add nsw i32 %129, 1000000007
  store i32 %130, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %131

131:                                              ; preds = %128, %124
  store i32 2, ptr %3, align 4
  br label %133

132:                                              ; preds = %121
  store i32 0, ptr %3, align 4
  br label %133

133:                                              ; preds = %132, %131
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %134 = load i32, ptr %3, align 4
  switch i32 %134, label %139 [
    i32 0, label %135
  ]

135:                                              ; preds = %133
  br label %136

136:                                              ; preds = %135
  %137 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %138 = add nsw i32 %137, -1
  store i32 %138, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %9, !llvm.loop !13

139:                                              ; preds = %133, %12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  br label %140

140:                                              ; preds = %139
  %141 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %1) #2
  ret i32 %141
}

; 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 = !{!"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}


; 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"

@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@a = external dso_local local_unnamed_addr global [101 x i32], align 16
@f = external dso_local local_unnamed_addr global [3 x i32], align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef range(i32 -2147483648, 1147483641) i32 @_Z5solvev() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %2 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %2, label %.lr.ph.us.preheader, label %.split.split.preheader

.split.split.preheader:                           ; preds = %0
  store i32 0, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @f, i64 8), align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @f, i64 4), align 4, !tbaa !5
  br label %.split.loop.exit

.lr.ph.us.preheader:                              ; preds = %0
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph.us

.lr.ph.us:                                        ; preds = %.lr.ph.us.preheader, %6
  %indvars.iv58 = phi i64 [ 29, %.lr.ph.us.preheader ], [ %indvars.iv.next59, %6 ]
  %.050.us = phi i32 [ 1, %.lr.ph.us.preheader ], [ %spec.select.us, %6 ]
  %3 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv58 to i32
  %notmask.us = shl nsw i32 -1, %3
  %4 = xor i32 %notmask.us, -1
  %5 = shl nuw i32 1, %3
  br label %7

6:                                                ; preds = %._crit_edge.us
  %indvars.iv.next59 = add nsw i64 %indvars.iv58, -1
  %.not = icmp eq i64 %indvars.iv58, 0
  br i1 %.not, label %.split.loop.exit.loopexit, label %.lr.ph.us, !llvm.loop !9

7:                                                ; preds = %.lr.ph.us, %33
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us ], [ %indvars.iv.next, %33 ]
  %.02940.us = phi i32 [ 0, %.lr.ph.us ], [ %.130.us, %33 ]
  %8 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.us ], [ %.in, %33 ]
  %storemerge3739.us = phi i32 [ 0, %.lr.ph.us ], [ %storemerge.us, %33 ]
  %9 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.us ], [ %.sink, %33 ]
  %10 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %indvars.iv
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = and i32 %11, %4
  %13 = add nuw nsw i32 %12, 1
  %14 = and i32 %11, %5
  %.not35.us = icmp eq i32 %14, 0
  br i1 %.not35.us, label %27, label %15

15:                                               ; preds = %7
  %16 = sext i32 %storemerge3739.us to i64
  %17 = shl i64 %16, %indvars.iv58
  %18 = add nsw i64 %17, %8
  %19 = sext i32 %9 to i64
  %20 = shl i64 %19, %indvars.iv58
  %21 = xor i32 %.02940.us, 1
  %22 = zext nneg i32 %13 to i64
  %23 = mul nsw i64 %19, %22
  %24 = add nsw i64 %18, %23
  %25 = mul nsw i64 %16, %22
  %26 = add nsw i64 %20, %25
  br label %33

27:                                               ; preds = %7
  %28 = zext nneg i32 %13 to i64
  %29 = sext i32 %9 to i64
  %30 = mul nsw i64 %29, %28
  %31 = sext i32 %storemerge3739.us to i64
  %32 = mul nsw i64 %31, %28
  br label %33

33:                                               ; preds = %27, %15
  %.sink.in.in = phi i64 [ %30, %27 ], [ %24, %15 ]
  %.pn = phi i64 [ %28, %27 ], [ %22, %15 ]
  %storemerge.in.in.us = phi i64 [ %32, %27 ], [ %26, %15 ]
  %.130.us = phi i32 [ %.02940.us, %27 ], [ %21, %15 ]
  %.in.in = mul nsw i64 %8, %.pn
  %.sink.in = srem i64 %.sink.in.in, 1000000007
  %.sink = trunc nsw i64 %.sink.in to i32
  %.in = srem i64 %.in.in, 1000000007
  %storemerge.in.us = srem i64 %storemerge.in.in.us, 1000000007
  %storemerge.us = trunc nsw i64 %storemerge.in.us to i32
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge.us, label %7, !llvm.loop !11

._crit_edge.us:                                   ; preds = %33
  store i32 %.sink, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @f, i64 4), align 4
  store i32 %storemerge.us, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @f, i64 8), align 4, !tbaa !5
  %34 = xor i32 %.130.us, 1
  %35 = add nuw nsw i32 %34, 1
  %36 = zext nneg i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [3 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %39 = add nsw i32 %38, %.050.us
  %40 = icmp sgt i32 %39, 1000000006
  %41 = add nsw i32 %39, -1000000007
  %spec.select.us = select i1 %40, i32 %41, i32 %39
  %.not.us = icmp eq i32 %.130.us, 0
  br i1 %.not.us, label %6, label %.split.loop.exit42

.split.loop.exit.loopexit:                        ; preds = %6
  %42 = trunc nsw i64 %.in to i32
  br label %.split.loop.exit

.split.loop.exit:                                 ; preds = %.split.loop.exit.loopexit, %.split.split.preheader
  %.us-phi = phi i32 [ 1, %.split.split.preheader ], [ %42, %.split.loop.exit.loopexit ]
  %.us-phi51 = phi i32 [ 1, %.split.split.preheader ], [ %spec.select.us, %.split.loop.exit.loopexit ]
  store i32 %.us-phi, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  br label %45

.split.loop.exit42:                               ; preds = %._crit_edge.us
  %43 = trunc nsw i64 %.in to i32
  store i32 %43, ptr @f, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp slt i32 %spec.select.us, 1
  %spec.select36.v.le = select i1 %44, i32 1000000006, i32 -1
  %spec.select36.le = add nsw i32 %spec.select36.v.le, %spec.select.us
  br label %45

45:                                               ; preds = %.split.loop.exit42, %.split.loop.exit
  %.4 = phi i32 [ %.us-phi51, %.split.loop.exit ], [ %spec.select36.le, %.split.loop.exit42 ]
  ret i32 %.4
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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