; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: TDL_training/2015-10-11/G - One Friend at a Time - lzy.ll (Z3dpsi)

; 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"

%struct.Node = type { i32, ptr }

@lnk = external dso_local global [29 x ptr], align 16
@f = external dso_local global [2097152 x i32], align 16
@c = external dso_local global [29 x i32], align 16
@n = external dso_local global i32, align 4
@k = external dso_local global i32, align 4
@ans = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dpsi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %7 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %9 = ashr i32 %7, %8
  %10 = and i32 %9, 1
  %11 = icmp ne i32 %10, 0
  br i1 %11, label %12, label %25

12:                                               ; preds = %1
  %13 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp sgt i32 %13, %17
  br i1 %18, label %19, label %24

19:                                               ; preds = %12
  %20 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  store i32 %23, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %24

24:                                               ; preds = %19, %12
  br label %25

25:                                               ; preds = %24, %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 2, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %118, %25
  %27 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp sle i32 %27, %28
  br i1 %29, label %31, label %30

30:                                               ; preds = %26
  store i32 2, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  br label %121

31:                                               ; preds = %26
  %32 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %34 = ashr i32 %32, %33
  %35 = and i32 %34, 1
  %36 = icmp ne i32 %35, 0
  br i1 %36, label %117, label %37

37:                                               ; preds = %31
  %38 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [29 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %43 = icmp sge i32 %41, %42
  br i1 %43, label %44, label %117

44:                                               ; preds = %37
  %45 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %49 = add nsw i32 %48, 1
  %50 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %52 = shl i32 1, %51
  %53 = or i32 %50, %52
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = icmp slt i32 %49, %56
  br i1 %57, label %58, label %116

58:                                               ; preds = %44
  %59 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %63 = add nsw i32 %62, 1
  %64 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %66 = shl i32 1, %65
  %67 = or i32 %64, %66
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %68
  store i32 %63, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %70 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds [29 x ptr], ptr @lnk, i64 0, i64 %71
  %73 = load ptr, ptr %72, align 8, !tbaa !9
  store ptr %73, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  br label %74

74:                                               ; preds = %86, %58
  %75 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %76 = icmp ne ptr %75, null
  br i1 %76, label %78, label %77

77:                                               ; preds = %74
  store i32 5, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  br label %90

78:                                               ; preds = %74
  %79 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %80 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %79, i32 0, i32 0
  %81 = load i32, ptr %80, align 8, !tbaa !11
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds [29 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %83, align 4, !tbaa !5
  %85 = add nsw i32 %84, 1
  store i32 %85, ptr %83, align 4, !tbaa !5
  br label %86

86:                                               ; preds = %78
  %87 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %88 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %87, i32 0, i32 1
  %89 = load ptr, ptr %88, align 8, !tbaa !13
  store ptr %89, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  br label %74, !llvm.loop !14

90:                                               ; preds = %77
  %91 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %93 = shl i32 1, %92
  %94 = or i32 %91, %93
  call void @_Z3dpsi(i32 noundef %94)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %95 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds [29 x ptr], ptr @lnk, i64 0, i64 %96
  %98 = load ptr, ptr %97, align 8, !tbaa !9
  store ptr %98, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %99

99:                                               ; preds = %111, %90
  %100 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %101 = icmp ne ptr %100, null
  br i1 %101, label %103, label %102

102:                                              ; preds = %99
  store i32 8, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  br label %115

103:                                              ; preds = %99
  %104 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %105 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %104, i32 0, i32 0
  %106 = load i32, ptr %105, align 8, !tbaa !11
  %107 = sext i32 %106 to i64
  %108 = getelementptr inbounds [29 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %107
  %109 = load i32, ptr %108, align 4, !tbaa !5
  %110 = add nsw i32 %109, -1
  store i32 %110, ptr %108, align 4, !tbaa !5
  br label %111

111:                                              ; preds = %103
  %112 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %113 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %112, i32 0, i32 1
  %114 = load ptr, ptr %113, align 8, !tbaa !13
  store ptr %114, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %99, !llvm.loop !16

115:                                              ; preds = %102
  br label %116

116:                                              ; preds = %115, %44
  br label %117

117:                                              ; preds = %116, %37, %31
  br label %118

118:                                              ; preds = %117
  %119 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %120 = add nsw i32 %119, 1
  store i32 %120, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %26, !llvm.loop !17

121:                                              ; preds = %30
  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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !6, i64 0}
!12 = !{!"_ZTS4Node", !6, i64 0, !10, i64 8}
!13 = !{!12, !10, i64 8}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = distinct !{!16, !15}
!17 = distinct !{!17, !15}


; 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"

@lnk = external dso_local local_unnamed_addr global [29 x ptr], align 16
@f = external dso_local local_unnamed_addr global [2097152 x i32], align 16
@c = external dso_local local_unnamed_addr global [29 x i32], align 16
@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@k = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: read, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dpsi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %3 = shl nuw i32 1, %2
  %4 = and i32 %3, %0
  %.not = icmp eq i32 %4, 0
  br i1 %.not, label %12, label %5

5:                                                ; preds = %1
  %6 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %7 = sext i32 %0 to i64
  %8 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %7
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp sgt i32 %6, %9
  br i1 %10, label %11, label %12

11:                                               ; preds = %5
  store i32 %9, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %12

12:                                               ; preds = %5, %11, %1
  %.not2740 = icmp slt i32 %2, 2
  br i1 %.not2740, label %._crit_edge44, label %.lr.ph43

.lr.ph43:                                         ; preds = %12
  %13 = sext i32 %0 to i64
  %14 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %13
  br label %15

._crit_edge44:                                    ; preds = %.loopexit, %12
  ret void

15:                                               ; preds = %.lr.ph43, %.loopexit
  %indvars.iv = phi i64 [ 2, %.lr.ph43 ], [ %indvars.iv.next, %.loopexit ]
  %16 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %17 = shl nuw i32 1, %16
  %18 = and i32 %17, %0
  %.not28 = icmp eq i32 %18, 0
  br i1 %.not28, label %19, label %.loopexit

19:                                               ; preds = %15
  %20 = getelementptr inbounds [29 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %.not29 = icmp slt i32 %21, %22
  br i1 %.not29, label %.loopexit, label %23

23:                                               ; preds = %19
  %24 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %24, 1
  %26 = or i32 %17, %0
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [2097152 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp slt i32 %25, %29
  br i1 %30, label %31, label %.loopexit

31:                                               ; preds = %23
  store i32 %25, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds [29 x ptr], ptr @lnk, i64 0, i64 %indvars.iv
  %.02332 = load ptr, ptr %32, align 8, !tbaa !9
  %.not3033 = icmp eq ptr %.02332, null
  br i1 %.not3033, label %._crit_edge, label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %31
  tail call void @_Z3dpsi(i32 noundef %26)
  %.035 = load ptr, ptr %32, align 8, !tbaa !9
  %.not3136 = icmp eq ptr %.035, null
  br i1 %.not3136, label %.loopexit, label %.lr.ph39

.lr.ph:                                           ; preds = %31, %.lr.ph
  %.02334 = phi ptr [ %.023, %.lr.ph ], [ %.02332, %31 ]
  %33 = load i32, ptr %.02334, align 8, !tbaa !11
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [29 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %38 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02334, i64 8
  %.023 = load ptr, ptr %38, align 8, !tbaa !9
  %.not30 = icmp eq ptr %.023, null
  br i1 %.not30, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

.lr.ph39:                                         ; preds = %._crit_edge, %.lr.ph39
  %.037 = phi ptr [ %.0, %.lr.ph39 ], [ %.035, %._crit_edge ]
  %39 = load i32, ptr %.037, align 8, !tbaa !11
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [29 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, -1
  store i32 %43, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %44 = getelementptr inbounds i8, ptr %.037, i64 8
  %.0 = load ptr, ptr %44, align 8, !tbaa !9
  %.not31 = icmp eq ptr %.0, null
  br i1 %.not31, label %.loopexit, label %.lr.ph39, !llvm.loop !15

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph39, %._crit_edge, %15, %19, %23
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %45 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %.not27.not = icmp slt i64 %indvars.iv, %46
  br i1 %.not27.not, label %15, label %._crit_edge44, !llvm.loop !16
}

attributes #0 = { mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: read, 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !6, i64 0}
!12 = !{!"_ZTS4Node", !6, i64 0, !10, i64 8}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}


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