; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: codeforces/gym/100956L.ll (Z6lowbitPyii)

; 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"

@pos = external dso_local global [65537 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z6lowbitPyii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = ashr i32 %14, 6
  store i32 %15, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %17 = and i32 %16, 63
  store i32 %17, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %18, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %19

19:                                               ; preds = %78, %3
  %20 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp slt i32 %20, %21
  br i1 %22, label %24, label %23

23:                                               ; preds = %19
  store i32 2, ptr %11, align 4
  br label %81

24:                                               ; preds = %19
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %25 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i64, ptr %25, i64 %27
  %29 = load i64, ptr %28, align 8, !tbaa !11
  store i64 %29, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %30 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp eq i32 %30, %31
  br i1 %32, label %33, label %44

33:                                               ; preds = %24
  %34 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp ne i32 %34, 0
  br i1 %35, label %36, label %44

36:                                               ; preds = %33
  %37 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %38 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %39 = zext i32 %38 to i64
  %40 = lshr i64 %37, %39
  %41 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %42 = zext i32 %41 to i64
  %43 = shl i64 %40, %42
  store i64 %43, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  br label %44

44:                                               ; preds = %36, %33, %24
  %45 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %46 = icmp ne i64 %45, 0
  br i1 %46, label %48, label %47

47:                                               ; preds = %44
  store i32 4, ptr %11, align 4
  br label %76

48:                                               ; preds = %44
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %49 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %50 = and i64 %49, 4294967295
  %51 = icmp ne i64 %50, 0
  br i1 %51, label %57, label %52

52:                                               ; preds = %48
  %53 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %54 = lshr i64 %53, 32
  store i64 %54, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %55 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, 32
  store i32 %56, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %57

57:                                               ; preds = %52, %48
  %58 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %59 = and i64 %58, 65535
  %60 = icmp ne i64 %59, 0
  br i1 %60, label %66, label %61

61:                                               ; preds = %57
  %62 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %63 = lshr i64 %62, 16
  store i64 %63, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %64 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 16
  store i32 %65, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %66

66:                                               ; preds = %61, %57
  %67 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %68 = shl i32 %67, 6
  %69 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %70 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !11
  %71 = and i64 %70, 65535
  %72 = getelementptr inbounds [65537 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %71
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !9
  %74 = add nsw i32 %69, %73
  %75 = or i32 %68, %74
  store i32 %75, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  br label %76

76:                                               ; preds = %66, %47
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %77 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %77, label %81 [
    i32 4, label %78
  ]

78:                                               ; preds = %76
  %79 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %19, !llvm.loop !13

81:                                               ; preds = %76, %23
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %82 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %82, label %86 [
    i32 2, label %83
  ]

83:                                               ; preds = %81
  %84 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %85 = shl i32 %84, 6
  store i32 %85, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %86

86:                                               ; preds = %83, %81
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %87 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %87
}

; 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long long", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"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"

@pos = external dso_local local_unnamed_addr global [65537 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z6lowbitPyii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = ashr i32 %2, 6
  %.not4048 = icmp slt i32 %4, %1
  br i1 %.not4048, label %.lr.ph, label %.loopexit.thread

.loopexit.thread:                                 ; preds = %3
  %5 = shl i32 %1, 6
  br label %42

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %6 = and i32 %2, 63
  %.not61 = icmp eq i32 %6, 0
  br i1 %.not61, label %.lr.ph.split.us, label %.lr.ph.split.preheader

.lr.ph.split.preheader:                           ; preds = %.lr.ph
  %7 = zext nneg i32 %6 to i64
  %8 = shl nsw i64 -1, %7
  %9 = sext i32 %4 to i64
  %10 = sext i32 %1 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %9
  %12 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %.029.peel = and i64 %12, %8
  %.not.peel = icmp eq i64 %.029.peel, 0
  br i1 %.not.peel, label %13, label %.split.us

13:                                               ; preds = %.lr.ph.split.preheader
  %indvars.iv.next.peel = add nsw i64 %9, 1
  %.not40.peel = icmp slt i64 %indvars.iv.next.peel, %10
  %lftr.wideiv.peel = trunc nsw i64 %indvars.iv.next.peel to i32
  %exitcond.peel.not = icmp eq i32 %lftr.wideiv.peel, %1
  br i1 %exitcond.peel.not, label %.loopexit, label %.lr.ph.split.preheader89

.lr.ph.split.preheader89:                         ; preds = %13
  %14 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.peel
  %15 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %.not96 = icmp eq i64 %15, 0
  br i1 %.not96, label %.lr.ph98, label %.split.us.loopexit62.loopexit

.lr.ph.split.us:                                  ; preds = %.lr.ph
  %16 = sext i32 %4 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %16
  %18 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %.not.us54 = icmp eq i64 %18, 0
  br i1 %.not.us54, label %.lr.ph56.preheader, label %.split.us

.lr.ph56.preheader:                               ; preds = %.lr.ph.split.us
  %19 = sext i32 %1 to i64
  %20 = add nsw i32 %1, -1
  %wide.trip.count = sext i32 %20 to i64
  br label %.lr.ph56

21:                                               ; preds = %.lr.ph56
  %22 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv.next72
  %23 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !5
  %.not.us = icmp eq i64 %23, 0
  br i1 %.not.us, label %.lr.ph56, label %.split.us.loopexit, !llvm.loop !9

.lr.ph56:                                         ; preds = %.lr.ph56.preheader, %21
  %indvars.iv71 = phi i64 [ %16, %.lr.ph56.preheader ], [ %indvars.iv.next72, %21 ]
  %indvars.iv.next72 = add nsw i64 %indvars.iv71, 1
  %exitcond74.not = icmp eq i64 %indvars.iv71, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond74.not, label %.loopexit.loopexit, label %21, !llvm.loop !9

.lr.ph.split:                                     ; preds = %.lr.ph98
  %24 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %25 = load i64, ptr %24, align 8, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i64 %25, 0
  br i1 %.not, label %.lr.ph98, label %.split.us.loopexit62.loopexit.loopexit, !llvm.loop !11

.split.us.loopexit:                               ; preds = %21
  %.not40.us.le = icmp slt i64 %indvars.iv.next72, %19
  %26 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next72 to i32
  br label %.split.us

.split.us.loopexit62.loopexit.loopexit:           ; preds = %.lr.ph.split
  %.not40.le = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %10
  br label %.split.us.loopexit62.loopexit

.split.us.loopexit62.loopexit:                    ; preds = %.split.us.loopexit62.loopexit.loopexit, %.lr.ph.split.preheader89
  %indvars.iv.lcssa = phi i64 [ %indvars.iv.next.peel, %.lr.ph.split.preheader89 ], [ %indvars.iv.next, %.split.us.loopexit62.loopexit.loopexit ]
  %.not4050.lcssa = phi i1 [ %.not40.peel, %.lr.ph.split.preheader89 ], [ %.not40.le, %.split.us.loopexit62.loopexit.loopexit ]
  %.lcssa92 = phi i64 [ %15, %.lr.ph.split.preheader89 ], [ %25, %.split.us.loopexit62.loopexit.loopexit ]
  %27 = trunc nsw i64 %indvars.iv.lcssa to i32
  br label %.split.us

.split.us:                                        ; preds = %.lr.ph.split.preheader, %.split.us.loopexit62.loopexit, %.split.us.loopexit, %.lr.ph.split.us
  %.us-phi51 = phi i64 [ %18, %.lr.ph.split.us ], [ %23, %.split.us.loopexit ], [ %.029.peel, %.lr.ph.split.preheader ], [ %.lcssa92, %.split.us.loopexit62.loopexit ]
  %.us-phi52 = phi i32 [ %4, %.lr.ph.split.us ], [ %26, %.split.us.loopexit ], [ %4, %.lr.ph.split.preheader ], [ %27, %.split.us.loopexit62.loopexit ]
  %.us-phi53 = phi i1 [ true, %.lr.ph.split.us ], [ %.not40.us.le, %.split.us.loopexit ], [ true, %.lr.ph.split.preheader ], [ %.not4050.lcssa, %.split.us.loopexit62.loopexit ]
  %28 = and i64 %.us-phi51, 4294967295
  %.not38 = icmp eq i64 %28, 0
  %29 = lshr exact i64 %.us-phi51, 32
  %spec.select = select i1 %.not38, i64 %29, i64 %.us-phi51
  %spec.select41 = select i1 %.not38, i32 32, i32 0
  %30 = and i64 %spec.select, 65535
  %.not39 = icmp eq i64 %30, 0
  %31 = lshr exact i64 %spec.select, 16
  %32 = or disjoint i32 %spec.select41, 16
  %.2 = select i1 %.not39, i64 %31, i64 %spec.select
  %.1 = select i1 %.not39, i32 %32, i32 %spec.select41
  %33 = shl i32 %.us-phi52, 6
  %34 = and i64 %.2, 65535
  %35 = getelementptr inbounds [65537 x i32], ptr @pos, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !13
  %37 = add nsw i32 %36, %.1
  %38 = or i32 %37, %33
  %39 = shl i32 %1, 6
  %cond.fr78 = freeze i1 %.us-phi53
  br i1 %cond.fr78, label %41, label %42

.lr.ph98:                                         ; preds = %.lr.ph.split.preheader89, %.lr.ph.split
  %indvars.iv97 = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph.split ], [ %indvars.iv.next.peel, %.lr.ph.split.preheader89 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv97, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %lftr.wideiv, %1
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit.loopexit102, label %.lr.ph.split, !llvm.loop !11

.loopexit.loopexit:                               ; preds = %.lr.ph56
  %.not40.us.le87 = icmp slt i64 %indvars.iv.next72, %19
  br label %.loopexit

.loopexit.loopexit102:                            ; preds = %.lr.ph98
  %.not40.le110 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %10
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.loopexit.loopexit102, %.loopexit.loopexit, %13
  %.not4046 = phi i1 [ %.not40.peel, %13 ], [ %.not40.us.le87, %.loopexit.loopexit ], [ %.not40.le110, %.loopexit.loopexit102 ]
  %40 = shl i32 %1, 6
  %cond.fr = freeze i1 %.not4046
  br i1 %cond.fr, label %41, label %42

41:                                               ; preds = %.split.us, %.loopexit
  %.23679 = phi i32 [ %38, %.split.us ], [ undef, %.loopexit ]
  br label %42

42:                                               ; preds = %.split.us, %.loopexit.thread, %.loopexit, %41
  %43 = phi i32 [ %.23679, %41 ], [ %40, %.loopexit ], [ %5, %.loopexit.thread ], [ %39, %.split.us ]
  ret i32 %43
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, 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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.peeled.count", i32 1}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"int", !7, i64 0}


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