; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: usaco/Training/Chapter 6 Contest Practice/checker.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"

@n = external dso_local global i32, align 4
@num = external dso_local global [25 x i32], align 16
@ans = external dso_local global i32, align 4
@vis1 = external dso_local global [25 x i8], align 16
@vis2 = external dso_local global [25 x i8], align 16
@vis3 = external dso_local global [25 x i8], align 16
@.str = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; 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
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #3
  %5 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp eq i32 %5, %6
  br i1 %7, label %8, label %36

8:                                                ; preds = %1
  %9 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %10 = add nsw i32 %9, 1
  store i32 %10, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sle i32 %10, 3
  br i1 %11, label %12, label %35

12:                                               ; preds = %8
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %13

13:                                               ; preds = %25, %12
  %14 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %16 = sub nsw i32 %15, 1
  %17 = icmp slt i32 %14, %16
  br i1 %17, label %18, label %28

18:                                               ; preds = %13
  %19 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [25 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = add nsw i32 %22, 1
  %24 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str, i32 noundef %23)
  br label %25

25:                                               ; preds = %18
  %26 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %27 = add nsw i32 %26, 1
  store i32 %27, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %13, !llvm.loop !9

28:                                               ; preds = %13
  %29 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [25 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %32, 1
  %34 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %33)
  br label %35

35:                                               ; preds = %28, %8
  store i32 1, ptr %4, align 4
  br label %104

36:                                               ; preds = %1
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %37

37:                                               ; preds = %100, %36
  %38 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %40 = icmp slt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %103

41:                                               ; preds = %37
  %42 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis1, i64 0, i64 %43
  %45 = load i8, ptr %44, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %46 = trunc i8 %45 to i1
  br i1 %46, label %99, label %47

47:                                               ; preds = %41
  %48 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %48, %49
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis2, i64 0, i64 %51
  %53 = load i8, ptr %52, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %54 = trunc i8 %53 to i1
  br i1 %54, label %99, label %55

55:                                               ; preds = %47
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %58 = sub nsw i32 %56, %57
  %59 = add nsw i32 %58, 13
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis3, i64 0, i64 %60
  %62 = load i8, ptr %61, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %63 = trunc i8 %62 to i1
  br i1 %63, label %99, label %64

64:                                               ; preds = %55
  %65 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [25 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %67
  store i32 %65, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %71 = sub nsw i32 %69, %70
  %72 = add nsw i32 %71, 13
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis3, i64 0, i64 %73
  store i8 1, ptr %74, align 1, !tbaa !11
  %75 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nsw i32 %75, %76
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis2, i64 0, i64 %78
  store i8 1, ptr %79, align 1, !tbaa !11
  %80 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis1, i64 0, i64 %81
  store i8 1, ptr %82, align 1, !tbaa !11
  %83 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  call void @_Z3dfsi(i32 noundef %84)
  %85 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %87 = sub nsw i32 %85, %86
  %88 = add nsw i32 %87, 13
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis3, i64 0, i64 %89
  store i8 0, ptr %90, align 1, !tbaa !11
  %91 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %93 = add nsw i32 %91, %92
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis2, i64 0, i64 %94
  store i8 0, ptr %95, align 1, !tbaa !11
  %96 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis1, i64 0, i64 %97
  store i8 0, ptr %98, align 1, !tbaa !11
  br label %99

99:                                               ; preds = %64, %55, %47, %41
  br label %100

100:                                              ; preds = %99
  %101 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  store i32 %102, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %37, !llvm.loop !15

103:                                              ; preds = %37
  store i32 0, ptr %4, align 4
  br label %104

104:                                              ; preds = %103, %35
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #3
  %105 = load i32, ptr %4, align 4
  switch i32 %105, label %107 [
    i32 0, label %106
    i32 1, label %106
  ]

106:                                              ; preds = %104, %104
  ret void

107:                                              ; preds = %104
  unreachable
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #2

; 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 = { "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 #3 = { 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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"bool", !7, i64 0}
!13 = !{i8 0, i8 2}
!14 = !{}
!15 = distinct !{!15, !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"

@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@num = external dso_local local_unnamed_addr global [25 x i32], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@vis1 = external dso_local local_unnamed_addr global [25 x i8], align 16
@vis2 = external dso_local local_unnamed_addr global [25 x i8], align 16
@vis3 = external dso_local local_unnamed_addr global [25 x i8], align 16
@.str = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind uwtable
define dso_local void @_Z3dfsi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %3 = icmp eq i32 %2, %0
  br i1 %3, label %8, label %.preheader26

.preheader26:                                     ; preds = %1
  %4 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader26
  %5 = sext i32 %0 to i64
  %6 = getelementptr inbounds [25 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %5
  %7 = add nsw i32 %0, 1
  br label %26

8:                                                ; preds = %1
  %9 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %10 = add nsw i32 %9, 1
  store i32 %10, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp slt i32 %9, 3
  br i1 %11, label %.preheader, label %.loopexit

.preheader:                                       ; preds = %8
  %12 = icmp sgt i32 %0, 1
  br i1 %12, label %.lr.ph29, label %._crit_edge

.lr.ph29:                                         ; preds = %.preheader, %.lr.ph29
  %indvars.iv31 = phi i64 [ %indvars.iv.next32, %.lr.ph29 ], [ 0, %.preheader ]
  %13 = getelementptr inbounds [25 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %indvars.iv31
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = add nsw i32 %14, 1
  %16 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str, i32 noundef %15)
  %indvars.iv.next32 = add nuw nsw i64 %indvars.iv31, 1
  %17 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %18 = add nsw i32 %17, -1
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = icmp slt i64 %indvars.iv.next32, %19
  br i1 %20, label %.lr.ph29, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !9

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph29
  %21 = and i64 %indvars.iv.next32, 4294967295
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader
  %.0.lcssa = phi i64 [ 0, %.preheader ], [ %21, %._crit_edge.loopexit ]
  %22 = getelementptr inbounds [25 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %.0.lcssa
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  %25 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %24)
  br label %.loopexit

26:                                               ; preds = %.lr.ph, %44
  %27 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %45, %44 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %44 ]
  %28 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis1, i64 0, i64 %indvars.iv
  %29 = load i8, ptr %28, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %30 = trunc nuw i8 %29 to i1
  br i1 %30, label %44, label %31

31:                                               ; preds = %26
  %32 = add nsw i64 %indvars.iv, %5
  %33 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis2, i64 0, i64 %32
  %34 = load i8, ptr %33, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %35 = trunc nuw i8 %34 to i1
  br i1 %35, label %44, label %36

36:                                               ; preds = %31
  %37 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %reass.sub = sub i32 %37, %0
  %38 = add i32 %reass.sub, 13
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [25 x i8], ptr @vis3, i64 0, i64 %39
  %41 = load i8, ptr %40, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %42 = trunc nuw i8 %41 to i1
  br i1 %42, label %44, label %43

43:                                               ; preds = %36
  store i32 %37, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i8 1, ptr %40, align 1, !tbaa !11
  store i8 1, ptr %33, align 1, !tbaa !11
  store i8 1, ptr %28, align 1, !tbaa !11
  tail call void @_Z3dfsi(i32 noundef %7)
  store i8 0, ptr %40, align 1, !tbaa !11
  store i8 0, ptr %33, align 1, !tbaa !11
  store i8 0, ptr %28, align 1, !tbaa !11
  %.pre = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %26, %31, %36, %43
  %45 = phi i32 [ %27, %26 ], [ %27, %31 ], [ %27, %36 ], [ %.pre, %43 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %46
  br i1 %47, label %26, label %.loopexit, !llvm.loop !15

.loopexit:                                        ; preds = %44, %.preheader26, %8, %._crit_edge
  ret void
}

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

attributes #0 = { mustprogress nofree 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 = { nofree nounwind "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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"bool", !7, i64 0}
!13 = !{i8 0, i8 2}
!14 = !{}
!15 = distinct !{!15, !10}


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