; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/3329.ll (Z4calcx)

; 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"

@sz = external dso_local global i32, align 4
@bit = external dso_local global [61 x i32], align 16
@fib = external dso_local global [61 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calcx(i64 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i64 %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #2
  store i64 -1, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %6 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %7 = add nsw i64 %6, 1
  store i64 %7, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  br label %8

8:                                                ; preds = %19, %1
  %9 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %10 = icmp ne i64 %9, 0
  br i1 %10, label %11, label %22

11:                                               ; preds = %8
  %12 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %13 = and i64 %12, 1
  %14 = trunc i64 %13 to i32
  %15 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %16 = add nsw i32 %15, 1
  store i32 %16, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %17 = sext i32 %15 to i64
  %18 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %17
  store i32 %14, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  br label %19

19:                                               ; preds = %11
  %20 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %21 = ashr i64 %20, 1
  store i64 %21, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !11

22:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %23 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %24 = sub nsw i32 %23, 1
  store i32 %24, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  br label %25

25:                                               ; preds = %61, %22
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %27 = icmp sge i32 %26, 0
  br i1 %27, label %29, label %28

28:                                               ; preds = %25
  store i32 5, ptr %5, align 4
  br label %64

29:                                               ; preds = %25
  %30 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = icmp eq i32 %33, 1
  br i1 %34, label %35, label %60

35:                                               ; preds = %29
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr @fib, i64 0, i64 %38
  %40 = load i64, ptr %39, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %42 = add nsw i64 %41, %40
  store i64 %42, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  %45 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %46 = icmp slt i32 %44, %45
  br i1 %46, label %47, label %59

47:                                               ; preds = %35
  %48 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %53 = add nsw i32 %52, 1
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp eq i32 %51, %56
  br i1 %57, label %58, label %59

58:                                               ; preds = %47
  store i32 5, ptr %5, align 4
  br label %64

59:                                               ; preds = %47, %35
  br label %60

60:                                               ; preds = %59, %29
  br label %61

61:                                               ; preds = %60
  %62 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %63 = add nsw i32 %62, -1
  store i32 %63, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  br label %25, !llvm.loop !13

64:                                               ; preds = %58, %28
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %65

65:                                               ; preds = %64
  %66 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #2
  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 long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !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"

@sz = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@bit = external dso_local local_unnamed_addr global [61 x i32], align 16
@fib = external dso_local local_unnamed_addr global [61 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calcx(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = add nsw i64 %0, 1
  store i32 0, ptr @sz, align 4, !tbaa !5
  %.not16 = icmp eq i64 %2, 0
  br i1 %.not16, label %._crit_edge24, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %1, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %1 ]
  %.01417 = phi i64 [ %6, %.lr.ph ], [ %2, %1 ]
  %3 = trunc i64 %.01417 to i32
  %4 = and i32 %3, 1
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %5 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %4, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %6 = ashr i64 %.01417, 1
  %.not = icmp ult i64 %.01417, 2
  br i1 %.not, label %7, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

7:                                                ; preds = %.lr.ph
  %8 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next to i32
  store i32 %8, ptr @sz, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp sgt i32 %8, 0
  br i1 %9, label %.lr.ph23.preheader, label %._crit_edge24

.lr.ph23.preheader:                               ; preds = %7
  %10 = and i64 %indvars.iv.next, 2147483647
  %11 = and i64 %indvars.iv.next, 2147483647
  %indvars.iv.next29.peel = add nsw i64 %10, -1
  %12 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %indvars.iv.next29.peel
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp eq i32 %13, 1
  br i1 %14, label %15, label %24

15:                                               ; preds = %.lr.ph23.preheader
  %16 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr @fib, i64 0, i64 %10
  %17 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !11
  %18 = add nsw i64 %17, -1
  %19 = icmp ult i64 %10, %11
  br i1 %19, label %20, label %24

20:                                               ; preds = %15
  %21 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %10
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp eq i32 %22, 1
  br i1 %23, label %._crit_edge24, label %24

24:                                               ; preds = %20, %15, %.lr.ph23.preheader
  %.1.peel = phi i64 [ %18, %20 ], [ %18, %15 ], [ -1, %.lr.ph23.preheader ]
  %25 = icmp ugt i64 %10, 1
  br i1 %25, label %.lr.ph23, label %._crit_edge24

.lr.ph23:                                         ; preds = %24, %38
  %indvars.iv28 = phi i64 [ %indvars.iv.next29, %38 ], [ %indvars.iv.next29.peel, %24 ]
  %.01319 = phi i64 [ %.1, %38 ], [ %.1.peel, %24 ]
  %indvars.iv.next29 = add nsw i64 %indvars.iv28, -1
  %26 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %indvars.iv.next29
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp eq i32 %27, 1
  br i1 %28, label %29, label %38

29:                                               ; preds = %.lr.ph23
  %30 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr @fib, i64 0, i64 %indvars.iv28
  %31 = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !11
  %32 = add nsw i64 %31, %.01319
  %33 = icmp slt i64 %indvars.iv28, %11
  br i1 %33, label %34, label %38

34:                                               ; preds = %29
  %35 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @bit, i64 0, i64 %indvars.iv28
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp eq i32 %36, 1
  br i1 %37, label %._crit_edge24, label %38

38:                                               ; preds = %.lr.ph23, %34, %29
  %.1 = phi i64 [ %32, %34 ], [ %32, %29 ], [ %.01319, %.lr.ph23 ]
  %39 = icmp ugt i64 %indvars.iv28, 1
  br i1 %39, label %.lr.ph23, label %._crit_edge24, !llvm.loop !13

._crit_edge24:                                    ; preds = %20, %24, %38, %34, %1, %7
  %.2 = phi i64 [ -1, %7 ], [ -1, %1 ], [ %18, %20 ], [ %.1.peel, %24 ], [ %.1, %38 ], [ %32, %34 ]
  ret i64 %.2
}

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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long long", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !10, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.peeled.count", i32 1}


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