; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: hdu/6226.ll (Z1Fiii)

; 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"

%struct.Info = type { i64, i64, i32 }

@pw = external dso_local global [19 x i64], align 16
@f = external dso_local global [19 x [173 x [173 x %struct.Info]]], align 16
@vis = external dso_local global [19 x [173 x [173 x i8]]], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef nonnull align 8 dereferenceable(24) ptr @_Z1Fiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca ptr, align 8
  store i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %13 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds [19 x [173 x [173 x %struct.Info]]], ptr @f, i64 0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds [173 x [173 x %struct.Info]], ptr %15, i64 0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [173 x %struct.Info], ptr %18, i64 0, i64 %20
  store ptr %21, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp ne i32 %22, 0
  br i1 %23, label %24, label %36

24:                                               ; preds = %3
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [19 x [173 x [173 x i8]]], ptr @vis, i64 0, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [173 x [173 x i8]], ptr %27, i64 0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds [173 x i8], ptr %30, i64 0, i64 %32
  %34 = load i8, ptr %33, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %35 = trunc i8 %34 to i1
  br i1 %35, label %36, label %38

36:                                               ; preds = %24, %3
  %37 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store ptr %37, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %161

38:                                               ; preds = %24
  %39 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [19 x [173 x [173 x i8]]], ptr @vis, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [173 x [173 x i8]], ptr %41, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds [173 x i8], ptr %44, i64 0, i64 %46
  store i8 1, ptr %47, align 1, !tbaa !11
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %51 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %50, i32 0, i32 1
  store i64 %49, ptr %51, align 8, !tbaa !15
  br label %52

52:                                               ; preds = %158, %38
  br label %53

53:                                               ; preds = %52
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  %54 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %55 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %54, i32 0, i32 1
  %56 = load i64, ptr %55, align 8, !tbaa !15
  %57 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %58 = sub nsw i32 %57, 1
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [19 x i64], ptr @pw, i64 0, i64 %59
  %61 = load i64, ptr %60, align 8, !tbaa !18
  %62 = sdiv i64 %56, %61
  store i64 %62, ptr %10, align 8, !tbaa !18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  %63 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !18
  %64 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %65 = sub nsw i32 %64, 1
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [19 x i64], ptr @pw, i64 0, i64 %66
  %68 = load i64, ptr %67, align 8, !tbaa !18
  %69 = mul nsw i64 %63, %68
  store i64 %69, ptr %11, align 8, !tbaa !18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #3
  %70 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %71 = sub nsw i32 %70, 1
  %72 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !18
  %74 = call noundef i32 @_Z8digitSumx(i64 noundef %73)
  %75 = add nsw i32 %72, %74
  %76 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %77 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %76, i32 0, i32 1
  %78 = load i64, ptr %77, align 8, !tbaa !15
  %79 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !18
  %80 = sub nsw i64 %78, %79
  %81 = trunc i64 %80 to i32
  %82 = call noundef nonnull align 8 dereferenceable(24) ptr @_Z1Fiii(i32 noundef %71, i32 noundef %75, i32 noundef %81)
  store ptr %82, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %83 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %84 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %83, i32 0, i32 0
  %85 = load i64, ptr %84, align 8, !tbaa !19
  %86 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %87 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %86, i32 0, i32 0
  %88 = load i64, ptr %87, align 8, !tbaa !19
  %89 = add nsw i64 %88, %85
  store i64 %89, ptr %87, align 8, !tbaa !19
  %90 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %91 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %90, i32 0, i32 1
  %92 = load i64, ptr %91, align 8, !tbaa !15
  %93 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !18
  %94 = add nsw i64 %92, %93
  %95 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %96 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %95, i32 0, i32 1
  store i64 %94, ptr %96, align 8, !tbaa !15
  %97 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %98 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %97, i32 0, i32 2
  %99 = load i32, ptr %98, align 8, !tbaa !20
  %100 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %101 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %100, i32 0, i32 2
  %102 = load i32, ptr %101, align 8, !tbaa !20
  %103 = add nsw i32 %99, %102
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %106 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %105, i32 0, i32 0
  %107 = load i64, ptr %106, align 8, !tbaa !19
  %108 = srem i64 %107, 1000000009
  %109 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !18
  %110 = srem i64 %109, 1000000009
  %111 = mul nsw i64 %108, %110
  %112 = add nsw i64 %104, %111
  %113 = srem i64 %112, 1000000009
  %114 = trunc i64 %113 to i32
  %115 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %116 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %115, i32 0, i32 2
  store i32 %114, ptr %116, align 8, !tbaa !20
  %117 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %118 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %117, i32 0, i32 1
  %119 = load i64, ptr %118, align 8, !tbaa !15
  %120 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %121 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %120, i32 0, i32 1
  %122 = load i64, ptr %121, align 8, !tbaa !15
  %123 = call noundef i32 @_Z8digitSumx(i64 noundef %122)
  %124 = sext i32 %123 to i64
  %125 = add nsw i64 %119, %124
  %126 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %127 = sext i32 %126 to i64
  %128 = add nsw i64 %125, %127
  store i64 %128, ptr %10, align 8, !tbaa !18
  %129 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !18
  %130 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %131 = sext i32 %130 to i64
  %132 = getelementptr inbounds [19 x i64], ptr @pw, i64 0, i64 %131
  %133 = load i64, ptr %132, align 8, !tbaa !18
  %134 = icmp sge i64 %129, %133
  br i1 %134, label %135, label %136

135:                                              ; preds = %53
  store i32 3, ptr %9, align 4
  br label %156

136:                                              ; preds = %53
  %137 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %138 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %137, i32 0, i32 0
  %139 = load i64, ptr %138, align 8, !tbaa !19
  %140 = add nsw i64 %139, 1
  store i64 %140, ptr %138, align 8, !tbaa !19
  %141 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !18
  %142 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %143 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %142, i32 0, i32 1
  store i64 %141, ptr %143, align 8, !tbaa !15
  %144 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %145 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %144, i32 0, i32 2
  %146 = load i32, ptr %145, align 8, !tbaa !20
  %147 = sext i32 %146 to i64
  %148 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %149 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %148, i32 0, i32 1
  %150 = load i64, ptr %149, align 8, !tbaa !15
  %151 = add nsw i64 %147, %150
  %152 = srem i64 %151, 1000000009
  %153 = trunc i64 %152 to i32
  %154 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %155 = getelementptr inbounds %struct.Info, ptr %154, i32 0, i32 2
  store i32 %153, ptr %155, align 8, !tbaa !20
  store i32 0, ptr %9, align 4
  br label %156

156:                                              ; preds = %136, %135
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  %157 = load i32, ptr %9, align 4
  switch i32 %157, label %163 [
    i32 0, label %158
    i32 3, label %159
  ]

158:                                              ; preds = %156
  br label %52, !llvm.loop !21

159:                                              ; preds = %156
  %160 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store ptr %160, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %161

161:                                              ; preds = %159, %36
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %162 = load ptr, ptr %4, align 8
  ret ptr %162

163:                                              ; preds = %156
  unreachable
}

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

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z8digitSumx(i64 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 = { inlinehint 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 #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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"bool", !7, i64 0}
!13 = !{i8 0, i8 2}
!14 = !{}
!15 = !{!16, !17, i64 8}
!16 = !{!"_ZTS4Info", !17, i64 0, !17, i64 8, !6, i64 16}
!17 = !{!"long long", !7, i64 0}
!18 = !{!17, !17, i64 0}
!19 = !{!16, !17, i64 0}
!20 = !{!16, !6, i64 16}
!21 = distinct !{!21, !22}
!22 = !{!"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"

%struct.Info = type { i64, i64, i32 }

@pw = external dso_local local_unnamed_addr global [19 x i64], align 16
@f = external dso_local global [19 x [173 x [173 x %struct.Info]]], align 16
@vis = external dso_local local_unnamed_addr global [19 x [173 x [173 x i8]]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef nonnull align 8 dereferenceable(24) ptr @_Z1Fiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sext i32 %0 to i64
  %5 = sext i32 %1 to i64
  %6 = sext i32 %2 to i64
  %7 = getelementptr inbounds [19 x [173 x [173 x %struct.Info]]], ptr @f, i64 0, i64 %4, i64 %5, i64 %6
  %.not = icmp eq i32 %0, 0
  br i1 %.not, label %.thread, label %8

8:                                                ; preds = %3
  %9 = getelementptr inbounds [19 x [173 x [173 x i8]]], ptr @vis, i64 0, i64 %4, i64 %5, i64 %6
  %10 = load i8, ptr %9, align 1, !tbaa !5, !range !9, !noundef !10
  %11 = trunc nuw i8 %10 to i1
  br i1 %11, label %.thread, label %12

12:                                               ; preds = %8
  store i8 1, ptr %9, align 1, !tbaa !5
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 8
  store i64 %6, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %14 = add nsw i32 %0, -1
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [19 x i64], ptr @pw, i64 0, i64 %15
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 16
  %18 = getelementptr inbounds [19 x i64], ptr @pw, i64 0, i64 %4
  br label %19

19:                                               ; preds = %53, %12
  %20 = phi i64 [ %51, %53 ], [ %6, %12 ]
  %21 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !15
  %22 = sdiv i64 %20, %21
  %23 = mul nsw i64 %22, %21
  %24 = tail call noundef i32 @_Z8digitSumx(i64 noundef %22)
  %25 = add nsw i32 %24, %1
  %26 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %27 = sub nsw i64 %26, %23
  %28 = trunc i64 %27 to i32
  %29 = tail call noundef nonnull align 8 dereferenceable(24) ptr @_Z1Fiii(i32 noundef %14, i32 noundef %25, i32 noundef %28)
  %30 = load i64, ptr %29, align 8, !tbaa !16
  %31 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !16
  %32 = add nsw i64 %31, %30
  store i64 %32, ptr %7, align 8, !tbaa !16
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %29, i64 8
  %34 = load i64, ptr %33, align 8, !tbaa !11
  %35 = add nsw i64 %34, %23
  store i64 %35, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %36 = load i32, ptr %17, align 8, !tbaa !17
  %37 = getelementptr inbounds i8, ptr %29, i64 16
  %38 = load i32, ptr %37, align 8, !tbaa !17
  %39 = add nsw i32 %38, %36
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = load i64, ptr %29, align 8, !tbaa !16
  %42 = srem i64 %41, 1000000009
  %43 = srem i64 %23, 1000000009
  %44 = mul nsw i64 %42, %43
  %45 = add nsw i64 %44, %40
  %46 = srem i64 %45, 1000000009
  %47 = trunc nsw i64 %46 to i32
  store i32 %47, ptr %17, align 8, !tbaa !17
  %48 = tail call noundef i32 @_Z8digitSumx(i64 noundef %35)
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = add i64 %35, %5
  %51 = add i64 %50, %49
  %52 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !15
  %.not47 = icmp slt i64 %51, %52
  br i1 %.not47, label %53, label %.thread

53:                                               ; preds = %19
  %54 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !16
  %55 = add nsw i64 %54, 1
  store i64 %55, ptr %7, align 8, !tbaa !16
  store i64 %51, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %56 = load i32, ptr %17, align 8, !tbaa !17
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = add nsw i64 %51, %57
  %59 = srem i64 %58, 1000000009
  %60 = trunc nsw i64 %59 to i32
  store i32 %60, ptr %17, align 8, !tbaa !17
  br label %19

.thread:                                          ; preds = %19, %3, %8
  ret ptr %7
}

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z8digitSumx(i64 noundef) local_unnamed_addr #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 = { inlinehint 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" }

!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 = !{!"bool", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{i8 0, i8 2}
!10 = !{}
!11 = !{!12, !13, i64 8}
!12 = !{!"_ZTS4Info", !13, i64 0, !13, i64 8, !14, i64 16}
!13 = !{!"long long", !7, i64 0}
!14 = !{!"int", !7, i64 0}
!15 = !{!13, !13, i64 0}
!16 = !{!12, !13, i64 0}
!17 = !{!12, !14, i64 16}


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