; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: hdu/6051.ll (Z3dfsiii)

; 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"

@tot = external dso_local global i32, align 4
@p = external dso_local global i32, align 4
@pp = external dso_local global [9 x i32], align 16
@ex = external dso_local global [9 x i32], align 16
@ans = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %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
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i32 %9, %10
  br i1 %11, label %12, label %40

12:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %13 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %14 = sub nsw i32 %13, 1
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %16 = sdiv i32 %14, %15
  store i32 %16, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = mul nsw i64 %20, %22
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp eq i32 %24, 1
  %26 = zext i1 %25 to i64
  %27 = add nsw i64 %23, %26
  %28 = ashr i64 %27, 1
  %29 = srem i64 %28, 1000000007
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = mul nsw i64 %29, %31
  %33 = srem i64 %32, 1000000007
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = mul nsw i64 %33, %35
  %37 = add nsw i64 %18, %36
  %38 = srem i64 %37, 1000000007
  %39 = trunc i64 %38 to i32
  store i32 %39, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %75

40:                                               ; preds = %3
  %41 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %42, i32 noundef %43, i32 noundef %44)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %72, %40
  %46 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @ex, i64 0, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %51 = icmp sle i32 %46, %50
  br i1 %51, label %53, label %52

52:                                               ; preds = %45
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %75

53:                                               ; preds = %45
  %54 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  %56 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @pp, i64 0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %61 = mul nsw i32 %60, %59
  store i32 %61, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @pp, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %67 = icmp eq i32 %66, 1
  %68 = zext i1 %67 to i32
  %69 = sub nsw i32 %65, %68
  %70 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = mul nsw i32 %70, %69
  store i32 %71, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %55, i32 noundef %61, i32 noundef %71)
  br label %72

72:                                               ; preds = %53
  %73 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %45, !llvm.loop !9

75:                                               ; preds = %52, %12
  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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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"

@tot = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@p = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@pp = external dso_local local_unnamed_addr global [9 x i32], align 16
@ex = external dso_local local_unnamed_addr global [9 x i32], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp eq i32 %4, %0
  br i1 %5, label %6, label %27

6:                                                ; preds = %3
  %7 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %8 = add nsw i32 %7, -1
  %9 = sdiv i32 %8, %1
  %10 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = sext i32 %1 to i64
  %13 = sext i32 %2 to i64
  %14 = mul nsw i64 %13, %12
  %15 = icmp eq i32 %1, 1
  %16 = zext i1 %15 to i64
  %17 = add nsw i64 %14, %16
  %18 = ashr i64 %17, 1
  %19 = srem i64 %18, 1000000007
  %20 = sext i32 %9 to i64
  %21 = mul nsw i64 %19, %20
  %22 = srem i64 %21, 1000000007
  %23 = mul nsw i64 %22, %20
  %24 = add nsw i64 %23, %11
  %25 = srem i64 %24, 1000000007
  %26 = trunc nsw i64 %25 to i32
  store i32 %26, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

27:                                               ; preds = %3
  %28 = add nsw i32 %0, 1
  tail call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %28, i32 noundef %1, i32 noundef %2)
  %29 = sext i32 %0 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @ex, i64 0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %.not22 = icmp slt i32 %31, 1
  br i1 %.not22, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %27
  %32 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @pp, i64 0, i64 %29
  br label %33

33:                                               ; preds = %.lr.ph, %33
  %.025 = phi i32 [ 1, %.lr.ph ], [ %39, %33 ]
  %.01924 = phi i32 [ %1, %.lr.ph ], [ %35, %33 ]
  %.02023 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %38, %33 ]
  %34 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %35 = mul nsw i32 %34, %.01924
  %36 = icmp eq i32 %.025, 1
  %.neg = sext i1 %36 to i32
  %37 = add i32 %34, %.neg
  %38 = mul nsw i32 %37, %.02023
  tail call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %28, i32 noundef %35, i32 noundef %38)
  %39 = add nuw nsw i32 %.025, 1
  %40 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %.not.not = icmp slt i32 %.025, %40
  br i1 %.not.not, label %33, label %.loopexit, !llvm.loop !9

.loopexit:                                        ; preds = %33, %27, %6
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress nofree 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"}


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