; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: usaco/Training/Chapter 1 Getting started/wormhole.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
@nxt = external dso_local global [13 x i32], align 16
@pos = external dso_local global [13 x i32], align 16
@ans = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i8, align 1
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca [13 x i8], align 1
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %12 = ashr i32 %11, 1
  %13 = icmp eq i32 %10, %12
  br i1 %13, label %14, label %75

14:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %3) #3
  store i8 1, ptr %3, align 1, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #3
  store i32 1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %15

15:                                               ; preds = %65, %14
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp sle i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %22

19:                                               ; preds = %15
  %20 = load i8, ptr %3, align 1, !tbaa !9, !range !11, !noundef !12
  %21 = trunc i8 %20 to i1
  br label %22

22:                                               ; preds = %19, %15
  %23 = phi i1 [ false, %15 ], [ %21, %19 ]
  br i1 %23, label %25, label %24

24:                                               ; preds = %22
  store i32 2, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #3
  br label %68

25:                                               ; preds = %22
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 13, ptr %6) #3
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 1 %6, i8 0, i64 13, i1 false)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %26, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %56, %25
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @nxt, i64 0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp ne i32 %31, 0
  br i1 %32, label %33, label %36

33:                                               ; preds = %27
  %34 = load i8, ptr %3, align 1, !tbaa !9, !range !11, !noundef !12
  %35 = trunc i8 %34 to i1
  br label %36

36:                                               ; preds = %33, %27
  %37 = phi i1 [ false, %27 ], [ %35, %33 ]
  br i1 %37, label %39, label %38

38:                                               ; preds = %36
  store i32 5, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %64

39:                                               ; preds = %36
  %40 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [13 x i8], ptr %6, i64 0, i64 %41
  %43 = load i8, ptr %42, align 1, !tbaa !9, !range !11, !noundef !12
  %44 = trunc i8 %43 to i1
  %45 = xor i1 %44, true
  %46 = zext i1 %45 to i32
  %47 = load i8, ptr %3, align 1, !tbaa !9, !range !11, !noundef !12
  %48 = trunc i8 %47 to i1
  %49 = zext i1 %48 to i32
  %50 = and i32 %49, %46
  %51 = icmp ne i32 %50, 0
  %52 = zext i1 %51 to i8
  store i8 %52, ptr %3, align 1, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [13 x i8], ptr %6, i64 0, i64 %54
  store i8 1, ptr %55, align 1, !tbaa !9
  br label %56

56:                                               ; preds = %39
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @nxt, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  store i32 %63, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %27, !llvm.loop !13

64:                                               ; preds = %38
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 13, ptr %6) #3
  br label %65

65:                                               ; preds = %64
  %66 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  store i32 %67, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %15, !llvm.loop !15

68:                                               ; preds = %24
  %69 = load i8, ptr %3, align 1, !tbaa !9, !range !11, !noundef !12
  %70 = trunc i8 %69 to i1
  br i1 %70, label %74, label %71

71:                                               ; preds = %68
  %72 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %74

74:                                               ; preds = %71, %68
  store i32 1, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %3) #3
  br label %128

75:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %76

76:                                               ; preds = %124, %75
  %77 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %79 = icmp sle i32 %77, %78
  br i1 %79, label %81, label %80

80:                                               ; preds = %76
  store i32 8, ptr %5, align 4
  br label %127

81:                                               ; preds = %76
  %82 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %83
  %85 = load i32, ptr %84, align 4, !tbaa !5
  %86 = icmp ne i32 %85, 0
  br i1 %86, label %123, label %87

87:                                               ; preds = %81
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %88 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %90

90:                                               ; preds = %116, %87
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %93 = icmp sle i32 %91, %92
  br i1 %93, label %95, label %94

94:                                               ; preds = %90
  store i32 11, ptr %5, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %119

95:                                               ; preds = %90
  %96 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %97
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !5
  %100 = icmp ne i32 %99, 0
  br i1 %100, label %115, label %101

101:                                              ; preds = %95
  %102 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %103 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %104
  store i32 %102, ptr %105, align 4, !tbaa !5
  %106 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %108
  store i32 %106, ptr %109, align 4, !tbaa !5
  %110 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %111 = add nsw i32 %110, 1
  call void @_Z3dfsi(i32 noundef %111)
  %112 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %113
  store i32 0, ptr %114, align 4, !tbaa !5
  br label %115

115:                                              ; preds = %101, %95
  br label %116

116:                                              ; preds = %115
  %117 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %118 = add nsw i32 %117, 1
  store i32 %118, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %90, !llvm.loop !16

119:                                              ; preds = %94
  %120 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %121 = sext i32 %120 to i64
  %122 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %121
  store i32 0, ptr %122, align 4, !tbaa !5
  store i32 8, ptr %5, align 4
  br label %127

123:                                              ; preds = %81
  br label %124

124:                                              ; preds = %123
  %125 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %126 = add nsw i32 %125, 1
  store i32 %126, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %76, !llvm.loop !17

127:                                              ; preds = %119, %80
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %128

128:                                              ; preds = %127, %74
  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 nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"bool", !7, i64 0}
!11 = !{i8 0, i8 2}
!12 = !{}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = distinct !{!17, !14}


; 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
@nxt = external dso_local local_unnamed_addr global [13 x i32], align 16
@pos = external dso_local local_unnamed_addr global [13 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 @_Z3dfsi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = alloca [13 x i8], align 1
  %3 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %4 = ashr i32 %3, 1
  %5 = icmp eq i32 %4, %0
  br i1 %5, label %.preheader, label %.preheader35

.preheader35:                                     ; preds = %1
  %.not39 = icmp slt i32 %3, 1
  br i1 %.not39, label %.loopexit, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader35
  %6 = add nuw i32 %3, 1
  %wide.trip.count = zext i32 %6 to i64
  br label %.lr.ph

.preheader:                                       ; preds = %1
  %7 = icmp sgt i32 %3, 0
  br i1 %7, label %.lr.ph50.preheader, label %.loopexit

.lr.ph50.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %8 = zext nneg i32 %3 to i64
  br label %.lr.ph50

._crit_edge51:                                    ; preds = %._crit_edge47
  br i1 %16, label %.loopexit, label %31

.lr.ph50:                                         ; preds = %.lr.ph50.preheader, %._crit_edge47
  %indvars.iv62 = phi i64 [ 1, %.lr.ph50.preheader ], [ %indvars.iv.next63, %._crit_edge47 ]
  %.02948 = phi i8 [ 1, %.lr.ph50.preheader ], [ %.1.lcssa, %._crit_edge47 ]
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 13, ptr nonnull %2) #3
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr noundef nonnull align 1 dereferenceable(13) %2, i8 0, i64 13, i1 false)
  %9 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @nxt, i64 0, i64 %indvars.iv62
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp ne i32 %10, 0
  %12 = trunc nuw i8 %.02948 to i1
  %13 = select i1 %11, i1 %12, i1 false
  br i1 %13, label %.lr.ph46, label %._crit_edge47

._crit_edge47.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph46
  %14 = xor i8 %21, 1
  br label %._crit_edge47

._crit_edge47:                                    ; preds = %._crit_edge47.loopexit, %.lr.ph50
  %.1.lcssa = phi i8 [ %.02948, %.lr.ph50 ], [ %14, %._crit_edge47.loopexit ]
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 13, ptr nonnull %2) #3
  %indvars.iv.next63 = add nuw nsw i64 %indvars.iv62, 1
  %15 = icmp ult i64 %indvars.iv62, %8
  %16 = trunc nuw i8 %.1.lcssa to i1
  %17 = select i1 %15, i1 %16, i1 false
  br i1 %17, label %.lr.ph50, label %._crit_edge51, !llvm.loop !9

.lr.ph46:                                         ; preds = %.lr.ph50, %.lr.ph46
  %18 = phi i32 [ %27, %.lr.ph46 ], [ %10, %.lr.ph50 ]
  %19 = phi i64 [ %25, %.lr.ph46 ], [ %indvars.iv62, %.lr.ph50 ]
  %20 = getelementptr inbounds [13 x i8], ptr %2, i64 0, i64 %19
  %21 = load i8, ptr %20, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  store i8 1, ptr %20, align 1, !tbaa !11
  %22 = sext i32 %18 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @nxt, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp ne i32 %27, 0
  %29 = icmp eq i8 %21, 0
  %30 = and i1 %28, %29
  br i1 %30, label %.lr.ph46, label %._crit_edge47.loopexit, !llvm.loop !15

31:                                               ; preds = %._crit_edge51
  %32 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %32, 1
  store i32 %33, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %46
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %46 ]
  %34 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %indvars.iv
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %.not31 = icmp eq i32 %35, 0
  br i1 %.not31, label %.preheader34, label %46

.preheader34:                                     ; preds = %.lr.ph
  %36 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %indvars.iv
  %37 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %.not32.not42 = icmp sgt i32 %3, %37
  br i1 %.not32.not42, label %.lr.ph44, label %._crit_edge

.lr.ph44:                                         ; preds = %.preheader34
  %38 = add nsw i32 %0, 1
  br label %39

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge64, %.preheader34
  store i32 0, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

39:                                               ; preds = %.lr.ph44, %._crit_edge64
  %40 = phi i32 [ %3, %.lr.ph44 ], [ %45, %._crit_edge64 ]
  %indvars.iv59 = phi i64 [ %indvars.iv, %.lr.ph44 ], [ %indvars.iv.next60, %._crit_edge64 ]
  %indvars.iv.next60 = add nuw nsw i64 %indvars.iv59, 1
  %41 = getelementptr inbounds [13 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %indvars.iv.next60
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %.not33 = icmp eq i32 %42, 0
  %43 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next60 to i32
  br i1 %.not33, label %44, label %._crit_edge64

44:                                               ; preds = %39
  store i32 %43, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  store i32 %37, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  tail call void @_Z3dfsi(i32 noundef %38)
  store i32 0, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %.pre = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge64

._crit_edge64:                                    ; preds = %39, %44
  %45 = phi i32 [ %.pre, %44 ], [ %40, %39 ]
  %.not32.not = icmp sgt i32 %45, %43
  br i1 %.not32.not, label %39, label %._crit_edge, !llvm.loop !16

46:                                               ; preds = %.lr.ph
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !17

.loopexit:                                        ; preds = %46, %.preheader, %.preheader35, %._crit_edge, %._crit_edge51, %31
  ret void
}

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

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #2

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

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" }
attributes #1 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
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}
!16 = distinct !{!16, !10}
!17 = distinct !{!17, !10}


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