; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/5438.ll (Z5solvei)

; 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"

@mx = external dso_local global i32, align 4
@m = external dso_local global i32, align 4
@dt = external dso_local global i32, align 4
@b = external dso_local global [100001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z5solvei(i32 noundef %0) #0 {
  %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 i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %10

10:                                               ; preds = %41, %1
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %13 = icmp slt i32 %11, %12
  br i1 %13, label %15, label %14

14:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %44

15:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %20

19:                                               ; preds = %15
  br label %27

20:                                               ; preds = %15
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %23 = sub nsw i32 %21, %22
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %20, %19
  %28 = phi i32 [ 1, %19 ], [ %26, %20 ]
  store i32 %28, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %29 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  store i32 %32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr @dt, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %33, %34
  %36 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp slt i32 %35, %36
  %38 = zext i1 %37 to i32
  %39 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %40 = add nsw i32 %39, %38
  store i32 %40, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %41

41:                                               ; preds = %27
  %42 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, 1
  store i32 %43, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %10, !llvm.loop !9

44:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %67, %44
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp slt i32 %46, %47
  br i1 %48, label %50, label %49

49:                                               ; preds = %45
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %70

50:                                               ; preds = %45
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %51 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %52 = sub nsw i32 %51, 1
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %54 = sub nsw i32 %52, %53
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  store i32 %57, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %58 = load i32, ptr @mx, align 4, !tbaa !5
  store i32 %58, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr @dt, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %59, %60
  %62 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %63 = icmp slt i32 %61, %62
  %64 = zext i1 %63 to i32
  %65 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %66 = add nsw i32 %65, %64
  store i32 %66, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %67

67:                                               ; preds = %50
  %68 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %45, !llvm.loop !11

70:                                               ; preds = %49
  %71 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  ret i32 %71
}

; 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 = 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"

@mx = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@m = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@dt = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@b = external dso_local local_unnamed_addr global [100001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z5solvei(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %3 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %3, label %.lr.ph, label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %1
  %4 = load i32, ptr @dt, align 4, !tbaa !5
  %5 = sext i32 %0 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %2 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %6 = icmp eq i32 %2, 1
  br i1 %6, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483646
  br label %59

.preheader.loopexit.unr-lcssa:                    ; preds = %78, %.lr.ph
  %.lcssa44.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %85, %78 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %78 ]
  %.022.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %85, %78 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %.preheader.loopexit.unr-lcssa
  %7 = icmp slt i64 %indvars.iv.unr, %5
  br i1 %7, label %.preheader.loopexit.epilog-lcssa, label %8

8:                                                ; preds = %.epil.preheader
  %9 = sub nsw i64 %indvars.iv.unr, %5
  %10 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %.preheader.loopexit.epilog-lcssa

.preheader.loopexit.epilog-lcssa:                 ; preds = %8, %.epil.preheader
  %12 = phi i32 [ %11, %8 ], [ 1, %.epil.preheader ]
  %13 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %indvars.iv.unr
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = add nsw i32 %4, %12
  %16 = icmp slt i32 %15, %14
  %17 = zext i1 %16 to i32
  %18 = add nuw nsw i32 %.022.unr, %17
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit.epilog-lcssa, %.preheader.loopexit.unr-lcssa, %1
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %1 ], [ %.lcssa44.ph, %.preheader.loopexit.unr-lcssa ], [ %18, %.preheader.loopexit.epilog-lcssa ]
  %19 = icmp sgt i32 %0, 0
  br i1 %19, label %.lr.ph26, label %._crit_edge

.lr.ph26:                                         ; preds = %.preheader
  %20 = load i32, ptr @mx, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr @dt, align 4, !tbaa !5
  %wide.trip.count33 = zext nneg i32 %0 to i64
  %min.iters.check = icmp ult i32 %0, 12
  br i1 %min.iters.check, label %scalar.ph.preheader, label %vector.scevcheck

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %vector.scevcheck, %.lr.ph26
  %indvars.iv30.ph = phi i64 [ 0, %vector.scevcheck ], [ 0, %.lr.ph26 ], [ %n.vec, %middle.block ]
  %.125.ph = phi i32 [ %.0.lcssa, %vector.scevcheck ], [ %.0.lcssa, %.lr.ph26 ], [ %58, %middle.block ]
  %xtraiter46 = and i64 %wide.trip.count33, 1
  %lcmp.mod47.not = icmp eq i64 %xtraiter46, 0
  br i1 %lcmp.mod47.not, label %scalar.ph.prol.loopexit, label %scalar.ph.prol

scalar.ph.prol:                                   ; preds = %scalar.ph.preheader
  %22 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv30.ph to i32
  %23 = xor i32 %22, -1
  %24 = add i32 %2, %23
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %21, %27
  %29 = icmp slt i32 %28, %20
  %30 = zext i1 %29 to i32
  %31 = add nuw nsw i32 %.125.ph, %30
  %indvars.iv.next31.prol = or disjoint i64 %indvars.iv30.ph, 1
  br label %scalar.ph.prol.loopexit

scalar.ph.prol.loopexit:                          ; preds = %scalar.ph.prol, %scalar.ph.preheader
  %.lcssa.unr = phi i32 [ poison, %scalar.ph.preheader ], [ %31, %scalar.ph.prol ]
  %indvars.iv30.unr = phi i64 [ %indvars.iv30.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next31.prol, %scalar.ph.prol ]
  %.125.unr = phi i32 [ %.125.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %31, %scalar.ph.prol ]
  %32 = add nsw i64 %wide.trip.count33, -1
  %33 = icmp eq i64 %indvars.iv30.ph, %32
  br i1 %33, label %._crit_edge, label %scalar.ph

vector.scevcheck:                                 ; preds = %.lr.ph26
  %34 = add nsw i64 %wide.trip.count33, -1
  %35 = add i32 %2, -1
  %36 = trunc nsw i64 %34 to i32
  %37 = sub i32 %35, %36
  %38 = icmp sgt i32 %37, %35
  %39 = icmp ugt i64 %34, 4294967295
  %40 = or i1 %38, %39
  br i1 %40, label %scalar.ph.preheader, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %vector.scevcheck
  %n.vec = and i64 %wide.trip.count33, 2147483640
  %41 = insertelement <4 x i32> <i32 poison, i32 0, i32 0, i32 0>, i32 %.0.lcssa, i64 0
  %broadcast.splatinsert = insertelement <4 x i32> poison, i32 %21, i64 0
  %broadcast.splat = shufflevector <4 x i32> %broadcast.splatinsert, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  %broadcast.splatinsert40 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %20, i64 0
  %broadcast.splat41 = shufflevector <4 x i32> %broadcast.splatinsert40, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.phi = phi <4 x i32> [ %41, %vector.ph ], [ %55, %vector.body ]
  %vec.phi37 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %56, %vector.body ]
  %42 = trunc i64 %index to i32
  %43 = xor i32 %42, -1
  %44 = add i32 %2, %43
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %45
  %47 = getelementptr inbounds i8, ptr %46, i64 -12
  %48 = getelementptr inbounds i8, ptr %46, i64 -28
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %reverse = shufflevector <4 x i32> %wide.load, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
  %wide.load38 = load <4 x i32>, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %reverse39 = shufflevector <4 x i32> %wide.load38, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
  %49 = add nsw <4 x i32> %broadcast.splat, %reverse
  %50 = add nsw <4 x i32> %broadcast.splat, %reverse39
  %51 = icmp slt <4 x i32> %49, %broadcast.splat41
  %52 = icmp slt <4 x i32> %50, %broadcast.splat41
  %53 = zext <4 x i1> %51 to <4 x i32>
  %54 = zext <4 x i1> %52 to <4 x i32>
  %55 = add <4 x i32> %vec.phi, %53
  %56 = add <4 x i32> %vec.phi37, %54
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %57 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %57, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <4 x i32> %56, %55
  %58 = tail call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %bin.rdx)
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %wide.trip.count33
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %scalar.ph.preheader

59:                                               ; preds = %78, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %78 ]
  %.022 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %85, %78 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %78 ]
  %60 = icmp slt i64 %indvars.iv, %5
  br i1 %60, label %65, label %61

61:                                               ; preds = %59
  %62 = sub nsw i64 %indvars.iv, %5
  %63 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  br label %65

65:                                               ; preds = %59, %61
  %66 = phi i32 [ %64, %61 ], [ 1, %59 ]
  %67 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %indvars.iv
  %68 = load i32, ptr %67, align 8, !tbaa !5
  %69 = add nsw i32 %4, %66
  %70 = icmp slt i32 %69, %68
  %71 = zext i1 %70 to i32
  %72 = add nuw nsw i32 %.022, %71
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %73 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %5
  br i1 %73, label %78, label %74

74:                                               ; preds = %65
  %75 = sub nsw i64 %indvars.iv.next, %5
  %76 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !5
  br label %78

78:                                               ; preds = %74, %65
  %79 = phi i32 [ %77, %74 ], [ 1, %65 ]
  %80 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !5
  %82 = add nsw i32 %4, %79
  %83 = icmp slt i32 %82, %81
  %84 = zext i1 %83 to i32
  %85 = add nuw nsw i32 %72, %84
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %59, !llvm.loop !13

._crit_edge:                                      ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph, %middle.block, %.preheader
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.0.lcssa, %.preheader ], [ %58, %middle.block ], [ %.lcssa.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ], [ %104, %scalar.ph ]
  ret i32 %.1.lcssa

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph
  %indvars.iv30 = phi i64 [ %indvars.iv.next31.1, %scalar.ph ], [ %indvars.iv30.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %.125 = phi i32 [ %104, %scalar.ph ], [ %.125.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %86 = trunc i64 %indvars.iv30 to i32
  %87 = xor i32 %86, -1
  %88 = add i32 %2, %87
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %89
  %91 = load i32, ptr %90, align 4, !tbaa !5
  %92 = add nsw i32 %21, %91
  %93 = icmp slt i32 %92, %20
  %94 = zext i1 %93 to i32
  %95 = add nuw nsw i32 %.125, %94
  %96 = trunc i64 %indvars.iv30 to i32
  %reass.sub = sub i32 %2, %96
  %97 = add i32 %reass.sub, -2
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds [100001 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %98
  %100 = load i32, ptr %99, align 4, !tbaa !5
  %101 = add nsw i32 %21, %100
  %102 = icmp slt i32 %101, %20
  %103 = zext i1 %102 to i32
  %104 = add nuw nsw i32 %95, %103
  %indvars.iv.next31.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv30, 2
  %exitcond34.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next31.1, %wide.trip.count33
  br i1 %exitcond34.not.1, label %._crit_edge, label %scalar.ph, !llvm.loop !14
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32>) #1

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10, !11}


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