; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: poj/2154.ll (Z3phii)

; 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
@prime = external dso_local global [50000 x i32], align 16
@pphi = external dso_local global [50000 x i32], align 16
@p = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3phii(i32 noundef %0) #1 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp slt i32 %6, 50000
  br i1 %7, label %8, label %15

8:                                                ; preds = %1
  %9 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @pphi, i64 0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %14 = srem i32 %12, %13
  store i32 %14, ptr %2, align 4
  br label %89

15:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %17

17:                                               ; preds = %73, %15
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp slt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %21, label %36

21:                                               ; preds = %17
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = mul nsw i64 %26, %31
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = icmp sle i64 %32, %34
  br label %36

36:                                               ; preds = %21, %17
  %37 = phi i1 [ false, %17 ], [ %35, %21 ]
  br i1 %37, label %39, label %38

38:                                               ; preds = %36
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %76

39:                                               ; preds = %36
  %40 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = srem i32 %40, %44
  %46 = icmp eq i32 %45, 0
  br i1 %46, label %47, label %72

47:                                               ; preds = %39
  %48 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = sdiv i32 %48, %52
  %54 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %55 = sub nsw i32 %54, %53
  store i32 %55, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %56

56:                                               ; preds = %64, %47
  %57 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %62 = srem i32 %57, %61
  %63 = icmp eq i32 %62, 0
  br i1 %63, label %64, label %71

64:                                               ; preds = %56
  %65 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %70 = sdiv i32 %69, %68
  store i32 %70, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %56, !llvm.loop !9

71:                                               ; preds = %56
  br label %72

72:                                               ; preds = %71, %39
  br label %73

73:                                               ; preds = %72
  %74 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %17, !llvm.loop !11

76:                                               ; preds = %38
  %77 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %78 = icmp sgt i32 %77, 1
  br i1 %78, label %79, label %85

79:                                               ; preds = %76
  %80 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %82 = sdiv i32 %80, %81
  %83 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %84 = sub nsw i32 %83, %82
  store i32 %84, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %85

85:                                               ; preds = %79, %76
  %86 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %88 = srem i32 %86, %87
  store i32 %88, ptr %2, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %89

89:                                               ; preds = %85, %8
  %90 = load i32, ptr %2, align 4
  ret i32 %90
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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
@prime = external dso_local local_unnamed_addr global [50000 x i32], align 16
@pphi = external dso_local local_unnamed_addr global [50000 x i32], align 16
@p = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3phii(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp slt i32 %0, 50000
  br i1 %2, label %5, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %1
  %3 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !5
  %4 = icmp sgt i32 %3, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph34.preheader, label %.critedge.thread

.lr.ph34.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %3 to i64
  br label %.lr.ph34

5:                                                ; preds = %1
  %6 = sext i32 %0 to i64
  %7 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @pphi, i64 0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %25

.lr.ph34:                                         ; preds = %.lr.ph34.preheader, %.loopexit
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph34.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.loopexit ]
  %.02332 = phi i32 [ %0, %.lr.ph34.preheader ], [ %.1, %.loopexit ]
  %.02431 = phi i32 [ %0, %.lr.ph34.preheader ], [ %.226, %.loopexit ]
  %9 = getelementptr inbounds [50000 x i32], ptr @prime, i64 0, i64 %indvars.iv
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = mul nsw i64 %11, %11
  %13 = sext i32 %.02431 to i64
  %.not = icmp sgt i64 %12, %13
  br i1 %.not, label %.critedge, label %15

.critedge:                                        ; preds = %.lr.ph34, %.loopexit
  %.024.lcssa = phi i32 [ %.02431, %.lr.ph34 ], [ %.226, %.loopexit ]
  %.023.lcssa = phi i32 [ %.02332, %.lr.ph34 ], [ %.1, %.loopexit ]
  %14 = icmp sgt i32 %.024.lcssa, 1
  br i1 %14, label %.critedge.thread, label %25

15:                                               ; preds = %.lr.ph34
  %16 = srem i32 %.02431, %10
  %17 = icmp eq i32 %16, 0
  br i1 %17, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %15
  %18 = sdiv i32 %.02332, %10
  %19 = sub nsw i32 %.02332, %18
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %.12530 = phi i32 [ %20, %.lr.ph ], [ %.02431, %.lr.ph.preheader ]
  %20 = sdiv i32 %.12530, %10
  %21 = srem i32 %20, %10
  %22 = icmp eq i32 %21, 0
  br i1 %22, label %.lr.ph, label %.loopexit, !llvm.loop !9

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph, %15
  %.226 = phi i32 [ %.02431, %15 ], [ %20, %.lr.ph ]
  %.1 = phi i32 [ %.02332, %15 ], [ %19, %.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 %.critedge, label %.lr.ph34, !llvm.loop !11

.critedge.thread:                                 ; preds = %.preheader, %.critedge
  %.023.lcssa44 = phi i32 [ %.023.lcssa, %.critedge ], [ %0, %.preheader ]
  %.024.lcssa43 = phi i32 [ %.024.lcssa, %.critedge ], [ %0, %.preheader ]
  %23 = sdiv i32 %.023.lcssa44, %.024.lcssa43
  %24 = sub nsw i32 %.023.lcssa44, %23
  br label %25

25:                                               ; preds = %.critedge, %.critedge.thread, %5
  %.2.sink = phi i32 [ %8, %5 ], [ %24, %.critedge.thread ], [ %.023.lcssa, %.critedge ]
  %26 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %27 = srem i32 %.2.sink, %26
  ret i32 %27
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, 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"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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