; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/3083.ll (Z3lcaiii)

; 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
@dep = external dso_local global [131072 x i32], align 16
@fa = external dso_local global [131072 x i32], align 16
@top = external dso_local global [131072 x i32], align 16
@in = external dso_local global [131072 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z6modifyiiiiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3lcaiii(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
  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
  br label %7

7:                                                ; preds = %51, %3
  %8 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %13
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp ne i32 %11, %15
  br i1 %16, label %17, label %59

17:                                               ; preds = %7
  %18 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp slt i32 %24, %31
  br i1 %32, label %33, label %34

33:                                               ; preds = %17
  call void @_ZSt4swapIiENSt9enable_ifIXsr6__and_ISt6__not_ISt15__is_tuple_likeIT_EESt21is_move_constructibleIS3_ESt18is_move_assignableIS3_EEE5valueEvE4typeERS3_SC_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %5) #2
  br label %34

34:                                               ; preds = %33, %17
  %35 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp ne i32 %35, -1
  br i1 %36, label %37, label %51

37:                                               ; preds = %34
  %38 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z6modifyiiiiii(i32 noundef 1, i32 noundef 1, i32 noundef %38, i32 noundef %45, i32 noundef %49, i32 noundef %50)
  br label %51

51:                                               ; preds = %37, %34
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @fa, i64 0, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !5
  store i32 %58, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %7, !llvm.loop !9

59:                                               ; preds = %7
  %60 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !5
  %68 = icmp sgt i32 %63, %67
  br i1 %68, label %69, label %70

69:                                               ; preds = %59
  call void @_ZSt4swapIiENSt9enable_ifIXsr6__and_ISt6__not_ISt15__is_tuple_likeIT_EESt21is_move_constructibleIS3_ESt18is_move_assignableIS3_EEE5valueEvE4typeERS3_SC_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %5) #2
  br label %70

70:                                               ; preds = %69, %59
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %72 = icmp ne i32 %71, -1
  br i1 %72, label %73, label %84

73:                                               ; preds = %70
  %74 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z6modifyiiiiii(i32 noundef 1, i32 noundef 1, i32 noundef %74, i32 noundef %78, i32 noundef %82, i32 noundef %83)
  br label %84

84:                                               ; preds = %73, %70
  %85 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %85
}

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_ZSt4swapIiENSt9enable_ifIXsr6__and_ISt6__not_ISt15__is_tuple_likeIT_EESt21is_move_constructibleIS3_ESt18is_move_assignableIS3_EEE5valueEvE4typeERS3_SC_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4), ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4)) #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 = { 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 #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"

@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@dep = external dso_local local_unnamed_addr global [131072 x i32], align 16
@fa = external dso_local local_unnamed_addr global [131072 x i32], align 16
@top = external dso_local local_unnamed_addr global [131072 x i32], align 16
@in = external dso_local local_unnamed_addr global [131072 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z6modifyiiiiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3lcaiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %6 = sext i32 %0 to i64
  %7 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %1 to i64
  %10 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %.not9 = icmp eq i32 %8, %11
  br i1 %.not9, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %.not7 = icmp eq i32 %2, -1
  br i1 %.not7, label %.lr.ph.split.us, label %.lr.ph.split

.lr.ph.split.us:                                  ; preds = %.lr.ph, %24
  %12 = phi i32 [ %25, %24 ], [ %1, %.lr.ph ]
  %13 = phi i32 [ %32, %24 ], [ %0, %.lr.ph ]
  %14 = phi i32 [ %38, %24 ], [ %11, %.lr.ph ]
  %15 = phi i32 [ %35, %24 ], [ %8, %.lr.ph ]
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %14 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp slt i32 %18, %21
  br i1 %22, label %23, label %24

23:                                               ; preds = %.lr.ph.split.us
  call void @_ZSt4swapIiENSt9enable_ifIXsr6__and_ISt6__not_ISt15__is_tuple_likeIT_EESt21is_move_constructibleIS3_ESt18is_move_assignableIS3_EEE5valueEvE4typeERS3_SC_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %5) #2
  %.pre17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %.pre18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %24

24:                                               ; preds = %23, %.lr.ph.split.us
  %25 = phi i32 [ %.pre18, %23 ], [ %12, %.lr.ph.split.us ]
  %26 = phi i32 [ %.pre17, %23 ], [ %13, %.lr.ph.split.us ]
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @fa, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  store i32 %32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %25 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %.not.us = icmp eq i32 %35, %38
  br i1 %.not.us, label %._crit_edge, label %.lr.ph.split.us, !llvm.loop !9

.lr.ph.split:                                     ; preds = %.lr.ph, %50
  %39 = phi i32 [ %67, %50 ], [ %0, %.lr.ph ]
  %40 = phi i32 [ %74, %50 ], [ %11, %.lr.ph ]
  %41 = phi i32 [ %70, %50 ], [ %8, %.lr.ph ]
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %40 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp slt i32 %44, %47
  br i1 %48, label %49, label %50

49:                                               ; preds = %.lr.ph.split
  call void @_ZSt4swapIiENSt9enable_ifIXsr6__and_ISt6__not_ISt15__is_tuple_likeIT_EESt21is_move_constructibleIS3_ESt18is_move_assignableIS3_EEE5valueEvE4typeERS3_SC_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %5) #2
  %.pre = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %50

50:                                               ; preds = %49, %.lr.ph.split
  %51 = phi i32 [ %.pre, %49 ], [ %39, %.lr.ph.split ]
  %52 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %51 to i64
  %54 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !5
  %59 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %53
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z6modifyiiiiii(i32 noundef 1, i32 noundef 1, i32 noundef %52, i32 noundef %58, i32 noundef %60, i32 noundef %2)
  %61 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @fa, i64 0, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !5
  store i32 %67, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @top, i64 0, i64 %72
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %70, %74
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.split, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %50, %24, %3
  %.pre2022 = phi i32 [ %0, %3 ], [ %32, %24 ], [ %67, %50 ]
  %.lcssa8 = phi i64 [ %6, %3 ], [ %33, %24 ], [ %68, %50 ]
  %.lcssa = phi i64 [ %9, %3 ], [ %36, %24 ], [ %72, %50 ]
  %75 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %.lcssa8
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  %77 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %.lcssa
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !5
  %79 = icmp sgt i32 %76, %78
  br i1 %79, label %80, label %81

80:                                               ; preds = %._crit_edge
  call void @_ZSt4swapIiENSt9enable_ifIXsr6__and_ISt6__not_ISt15__is_tuple_likeIT_EESt21is_move_constructibleIS3_ESt18is_move_assignableIS3_EEE5valueEvE4typeERS3_SC_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %5) #2
  %.pre20.pre = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %81

81:                                               ; preds = %80, %._crit_edge
  %.pre20 = phi i32 [ %.pre20.pre, %80 ], [ %.pre2022, %._crit_edge ]
  %.not6 = icmp eq i32 %2, -1
  br i1 %.not6, label %91, label %82

82:                                               ; preds = %81
  %83 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %84 = sext i32 %.pre20 to i64
  %85 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds [131072 x i32], ptr @in, i64 0, i64 %88
  %90 = load i32, ptr %89, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z6modifyiiiiii(i32 noundef 1, i32 noundef 1, i32 noundef %83, i32 noundef %86, i32 noundef %90, i32 noundef %2)
  %.pre19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %91

91:                                               ; preds = %82, %81
  %92 = phi i32 [ %.pre19, %82 ], [ %.pre20, %81 ]
  ret i32 %92
}

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_ZSt4swapIiENSt9enable_ifIXsr6__and_ISt6__not_ISt15__is_tuple_likeIT_EESt21is_move_constructibleIS3_ESt18is_move_assignableIS3_EEE5valueEvE4typeERS3_SC_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4), ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4)) local_unnamed_addr #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 = { 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 #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"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SROAPass,SimplifyCFGPass