; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: usaco/Training/Chapter 6 Contest Practice/clocks.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"

@data = external dso_local global [9 x i32], align 16
@way = external dso_local global [1000 x i32], align 16
@ans = external dso_local global [1001 x i32], align 16
@len = external dso_local global i32, align 4
@num = external dso_local global [9 x i32], align 16
@_ZL5check = external hidden constant [9 x [9 x i32]], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %5 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr @len, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp sgt i32 %5, %6
  br i1 %7, label %8, label %9

8:                                                ; preds = %1
  br label %134

9:                                                ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %10

10:                                               ; preds = %21, %9
  %11 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %11, 9
  br i1 %12, label %13, label %24

13:                                               ; preds = %10
  %14 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @data, i64 0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp ne i32 %17, 0
  br i1 %18, label %19, label %20

19:                                               ; preds = %13
  br label %24

20:                                               ; preds = %13
  br label %21

21:                                               ; preds = %20
  %22 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %23 = add nsw i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %10, !llvm.loop !9

24:                                               ; preds = %19, %10
  %25 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp sge i32 %25, 9
  br i1 %26, label %27, label %47

27:                                               ; preds = %24
  %28 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %29 = sub nsw i32 %28, 1
  store i32 %29, ptr @len, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %43, %27
  %31 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr @len, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp sle i32 %31, %32
  br i1 %33, label %34, label %46

34:                                               ; preds = %30
  %35 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @way, i64 0, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %39 = add nsw i32 %38, 1
  %40 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [1001 x i32], ptr @ans, i64 0, i64 %41
  store i32 %39, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  br label %43

43:                                               ; preds = %34
  %44 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %30, !llvm.loop !11

46:                                               ; preds = %30
  br label %133

47:                                               ; preds = %24
  %48 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %49 = sub nsw i32 %48, 1
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @way, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  store i32 %52, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %53

53:                                               ; preds = %129, %47
  %54 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %55 = icmp slt i32 %54, 9
  br i1 %55, label %56, label %132

56:                                               ; preds = %53
  %57 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = icmp eq i32 %60, 3
  br i1 %61, label %62, label %63

62:                                               ; preds = %56
  br label %129

63:                                               ; preds = %56
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %64

64:                                               ; preds = %84, %63
  %65 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %66 = icmp slt i32 %65, 9
  br i1 %66, label %67, label %87

67:                                               ; preds = %64
  %68 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @data, i64 0, i64 %69
  %71 = load i32, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds [9 x [9 x i32]], ptr @_ZL5check, i64 0, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %74, i64 0, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !5
  %79 = add nsw i32 %71, %78
  %80 = and i32 %79, 3
  %81 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @data, i64 0, i64 %82
  store i32 %80, ptr %83, align 4, !tbaa !5
  br label %84

84:                                               ; preds = %67
  %85 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %86 = add nsw i32 %85, 1
  store i32 %86, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %64, !llvm.loop !12

87:                                               ; preds = %64
  %88 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %89
  %91 = load i32, ptr %90, align 4, !tbaa !5
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  store i32 %92, ptr %90, align 4, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @way, i64 0, i64 %95
  store i32 %93, ptr %96, align 4, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %98 = add nsw i32 %97, 1
  call void @_Z3dfsi(i32 noundef %98)
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %99

99:                                               ; preds = %120, %87
  %100 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %101 = icmp slt i32 %100, 9
  br i1 %101, label %102, label %123

102:                                              ; preds = %99
  %103 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @data, i64 0, i64 %104
  %106 = load i32, ptr %105, align 4, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds [9 x [9 x i32]], ptr @_ZL5check, i64 0, i64 %108
  %110 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr %109, i64 0, i64 %111
  %113 = load i32, ptr %112, align 4, !tbaa !5
  %114 = sub nsw i32 %106, %113
  %115 = add nsw i32 %114, 4
  %116 = and i32 %115, 3
  %117 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %118 = sext i32 %117 to i64
  %119 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @data, i64 0, i64 %118
  store i32 %116, ptr %119, align 4, !tbaa !5
  br label %120

120:                                              ; preds = %102
  %121 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %122 = add nsw i32 %121, 1
  store i32 %122, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %99, !llvm.loop !13

123:                                              ; preds = %99
  %124 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %125 = sext i32 %124 to i64
  %126 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %125
  %127 = load i32, ptr %126, align 4, !tbaa !5
  %128 = add nsw i32 %127, -1
  store i32 %128, ptr %126, align 4, !tbaa !5
  br label %129

129:                                              ; preds = %123, %62
  %130 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %131 = add nsw i32 %130, 1
  store i32 %131, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %53, !llvm.loop !14

132:                                              ; preds = %53
  br label %133

133:                                              ; preds = %132, %46
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  br label %134

134:                                              ; preds = %133, %8
  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 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 = { 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}
!12 = distinct !{!12, !10}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !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"

@data = external dso_local local_unnamed_addr global [9 x i32], align 16
@way = external dso_local local_unnamed_addr global [1000 x i32], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global [1001 x i32], align 16
@len = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@num = external dso_local local_unnamed_addr global [9 x i32], align 16
@_ZL5check = external hidden local_unnamed_addr constant [9 x [9 x i32]], align 16

; 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 = load i32, ptr @len, align 4, !tbaa !5
  %3 = icmp slt i32 %2, %0
  br i1 %3, label %.loopexit, label %.preheader36.preheader

.preheader36.preheader:                           ; preds = %1
  %4 = load <8 x i32>, ptr @data, align 16
  %.fr = freeze <8 x i32> %4
  %5 = load i32, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 32), align 16
  %.not.8 = icmp eq i32 %5, 0
  %6 = icmp ne <8 x i32> %.fr, zeroinitializer
  %7 = bitcast <8 x i1> %6 to i8
  %8 = icmp eq i8 %7, 0
  %op.rdx = select i1 %8, i1 %.not.8, i1 false
  %9 = add nsw i32 %0, -1
  br i1 %op.rdx, label %10, label %23

10:                                               ; preds = %.preheader36.preheader
  store i32 %9, ptr @len, align 4, !tbaa !5
  %.not34.not38 = icmp sgt i32 %0, 1
  br i1 %.not34.not38, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %10
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %0 to i64
  %11 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %min.iters.check = icmp ult i32 %0, 9
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph.preheader63, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph.preheader
  %n.vec = and i64 %11, -8
  %ind.end = or disjoint i64 %n.vec, 1
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = or disjoint i64 %index, 1
  %12 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @way, i64 0, i64 %offset.idx
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %12, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %wide.load62 = load <4 x i32>, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %14 = add nsw <4 x i32> %wide.load, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
  %15 = add nsw <4 x i32> %wide.load62, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
  %16 = getelementptr inbounds [1001 x i32], ptr @ans, i64 0, i64 %offset.idx
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %16, i64 16
  store <4 x i32> %14, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %15, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %18 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %18, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %11, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.loopexit, label %.lr.ph.preheader63

.lr.ph.preheader63:                               ; preds = %middle.block, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv49.ph = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader63, %.lr.ph
  %indvars.iv49 = phi i64 [ %indvars.iv.next50, %.lr.ph ], [ %indvars.iv49.ph, %.lr.ph.preheader63 ]
  %19 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @way, i64 0, i64 %indvars.iv49
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = add nsw i32 %20, 1
  %22 = getelementptr inbounds [1001 x i32], ptr @ans, i64 0, i64 %indvars.iv49
  store i32 %21, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next50 = add nuw nsw i64 %indvars.iv49, 1
  %exitcond52.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next50, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond52.not, label %.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

23:                                               ; preds = %.preheader36.preheader
  %24 = sext i32 %9 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @way, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = icmp slt i32 %26, 9
  br i1 %27, label %.lr.ph43, label %.loopexit

.lr.ph43:                                         ; preds = %23
  %28 = sext i32 %0 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [1000 x i32], ptr @way, i64 0, i64 %28
  %30 = add nsw i32 %0, 1
  %31 = sext i32 %26 to i64
  %32 = extractelement <8 x i32> %.fr, i64 0
  br label %33

33:                                               ; preds = %.lr.ph43, %71
  %34 = phi i32 [ %32, %.lr.ph43 ], [ %72, %71 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %31, %.lr.ph43 ], [ %indvars.iv.next, %71 ]
  %35 = getelementptr inbounds [9 x i32], ptr @num, i64 0, i64 %indvars.iv
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp eq i32 %36, 3
  br i1 %37, label %71, label %.preheader.preheader

.preheader.preheader:                             ; preds = %33
  %38 = getelementptr inbounds [9 x [9 x i32]], ptr @_ZL5check, i64 0, i64 %indvars.iv, i64 0
  %39 = load i32, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 4), align 4, !tbaa !5
  %40 = load <4 x i32>, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 8), align 8
  %41 = getelementptr inbounds [9 x [9 x i32]], ptr @_ZL5check, i64 0, i64 %indvars.iv, i64 4
  %42 = load i32, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 32), align 16, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds [9 x [9 x i32]], ptr @_ZL5check, i64 0, i64 %indvars.iv, i64 8
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = add nsw i32 %44, %42
  %46 = and i32 %45, 3
  store i32 %46, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 32), align 16, !tbaa !5
  %47 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %47, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %48 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  store i32 %48, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %49 = load <4 x i32>, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %50 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %34, i64 0
  %51 = insertelement <4 x i32> %50, i32 %39, i64 1
  %52 = shufflevector <4 x i32> %51, <4 x i32> %40, <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 4, i32 5>
  %53 = add nsw <4 x i32> %49, %52
  %54 = and <4 x i32> %53, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
  store <4 x i32> %54, ptr @data, align 16, !tbaa !5
  %55 = load <4 x i32>, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %56 = load <4 x i32>, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 16), align 16, !tbaa !5
  %57 = add nsw <4 x i32> %55, %56
  %58 = and <4 x i32> %57, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
  store <4 x i32> %58, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 16), align 16, !tbaa !5
  tail call void @_Z3dfsi(i32 noundef %30)
  %59 = load <4 x i32>, ptr @data, align 16, !tbaa !5
  %60 = sub nsw <4 x i32> %59, %49
  %61 = and <4 x i32> %60, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
  store <4 x i32> %61, ptr @data, align 16, !tbaa !5
  %62 = load <4 x i32>, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 16), align 16, !tbaa !5
  %63 = sub nsw <4 x i32> %62, %55
  %64 = and <4 x i32> %63, <i32 3, i32 3, i32 3, i32 3>
  store <4 x i32> %64, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 16), align 16, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 32), align 16, !tbaa !5
  %66 = sub nsw i32 %65, %44
  %67 = and i32 %66, 3
  store i32 %67, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @data, i64 32), align 16, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %69 = add nsw i32 %68, -1
  store i32 %69, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %70 = extractelement <4 x i32> %61, i64 0
  br label %71

71:                                               ; preds = %33, %.preheader.preheader
  %72 = phi i32 [ %34, %33 ], [ %70, %.preheader.preheader ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %73 = and i64 %indvars.iv.next, 4294967295
  %exitcond.not = icmp eq i64 %73, 9
  br i1 %exitcond.not, label %.loopexit, label %33, !llvm.loop !14

.loopexit:                                        ; preds = %71, %.lr.ph, %middle.block, %10, %23, %1
  ret void
}

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" }

!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, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10, !12, !11}
!14 = distinct !{!14, !10}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalDCEPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SLPVectorizerPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass,VectorCombinePass