; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: codeforces/gym/100959G.ll (Z4calcii)

; 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.Node = type { i32, [5 x i32], [5 x i32] }

@inv = external dso_local global [11 x i32], align 16
@pat = external dso_local global %struct.Node, 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 uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z4calcii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr @pat, align 4, !tbaa !9
  %11 = shl i32 %10, 1
  %12 = icmp sle i32 %9, %11
  br i1 %12, label %13, label %14

13:                                               ; preds = %2
  store i32 0, ptr %3, align 4
  br label %75

14:                                               ; preds = %2
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr @pat, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp eq i32 %15, %16
  br i1 %17, label %18, label %47

18:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %19

19:                                               ; preds = %42, %18
  %20 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr @pat, align 4, !tbaa !9
  %22 = shl i32 %21, 1
  %23 = icmp sle i32 %20, %22
  br i1 %23, label %25, label %24

24:                                               ; preds = %19
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %45

25:                                               ; preds = %19
  %26 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %30 = sub nsw i32 %28, %29
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = mul nsw i64 %27, %31
  %33 = srem i64 %32, 1000000007
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = mul nsw i64 %33, %38
  %40 = srem i64 %39, 1000000007
  %41 = trunc i64 %40 to i32
  store i32 %41, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %42

42:                                               ; preds = %25
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  store i32 %44, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %19, !llvm.loop !11

45:                                               ; preds = %24
  %46 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %46, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %75

47:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %48 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %49 = add nsw i32 %48, 1
  %50 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [5 x i32], ptr getelementptr inbounds (%struct.Node, ptr @pat, i32 0, i32 1), i64 0, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %55 = sub nsw i32 %50, %54
  %56 = add nsw i32 %55, 1
  %57 = call noundef i32 @_Z4calcii(i32 noundef %49, i32 noundef %56)
  %58 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %59 = add nsw i32 %58, 1
  %60 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [5 x i32], ptr getelementptr inbounds (%struct.Node, ptr @pat, i32 0, i32 2), i64 0, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  %65 = sub nsw i32 %60, %64
  %66 = call noundef i32 @_Z4calcii(i32 noundef %59, i32 noundef %65)
  %67 = sub nsw i32 %57, %66
  store i32 %67, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %69 = icmp slt i32 %68, 0
  br i1 %69, label %70, label %73

70:                                               ; preds = %47
  %71 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %72 = add nsw i32 %71, 1000000007
  store i32 %72, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %73

73:                                               ; preds = %70, %47
  %74 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %74, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %75

75:                                               ; preds = %73, %45, %13
  %76 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %76
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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 = !{!10, !6, i64 0}
!10 = !{!"_ZTS4Node", !6, i64 0, !7, i64 4, !7, i64 24}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"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.Node = type { i32, [5 x i32], [5 x i32] }

@inv = external dso_local local_unnamed_addr global [11 x i32], align 16
@pat = external dso_local local_unnamed_addr global %struct.Node, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef range(i32 -1147483641, -2147483648) i32 @_Z4calcii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = load i32, ptr @pat, align 4, !tbaa !5
  %4 = shl i32 %3, 1
  %.not = icmp slt i32 %4, %1
  br i1 %.not, label %5, label %common.ret30

5:                                                ; preds = %2
  %6 = icmp eq i32 %3, %0
  br i1 %6, label %.preheader, label %26

.preheader:                                       ; preds = %5
  %.not2526 = icmp slt i32 %4, 1
  br i1 %.not2526, label %common.ret30, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %7 = sext i32 %1 to i64
  %8 = or disjoint i32 %4, 1
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %8 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %.02027 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %24, %.lr.ph ]
  %9 = sub nsw i64 %7, %indvars.iv
  %10 = mul nsw i64 %.02027, %9
  %11 = srem i64 %10, 1000000007
  %12 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %indvars.iv
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !10
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = mul nsw i64 %11, %14
  %16 = srem i64 %15, 1000000007
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %17 = sub nsw i64 %7, %indvars.iv.next
  %18 = mul nsw i64 %16, %17
  %19 = srem i64 %18, 1000000007
  %20 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !10
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = mul nsw i64 %19, %22
  %24 = srem i64 %23, 1000000007
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %exitcond.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.1, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.1, label %common.ret.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

common.ret.loopexit:                              ; preds = %.lr.ph
  %25 = trunc nsw i64 %24 to i32
  br label %common.ret30

common.ret30:                                     ; preds = %2, %.preheader, %common.ret.loopexit, %26
  %common.ret30.op = phi i32 [ %spec.select, %26 ], [ 0, %2 ], [ 1, %.preheader ], [ %25, %common.ret.loopexit ]
  ret i32 %common.ret30.op

26:                                               ; preds = %5
  %27 = add nsw i32 %0, 1
  %28 = sext i32 %0 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [5 x i32], ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @pat, i64 4), i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !10
  %31 = add i32 %1, 1
  %32 = sub i32 %31, %30
  %33 = tail call noundef i32 @_Z4calcii(i32 noundef %27, i32 noundef %32)
  %34 = getelementptr inbounds [5 x i32], ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @pat, i64 24), i64 0, i64 %28
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !10
  %36 = sub nsw i32 %1, %35
  %37 = tail call noundef i32 @_Z4calcii(i32 noundef %27, i32 noundef %36)
  %38 = sub nsw i32 %33, %37
  %39 = icmp slt i32 %38, 0
  %40 = add nsw i32 %38, 1000000007
  %spec.select = select i1 %39, i32 %40, i32 %38
  br label %common.ret30
}

attributes #0 = { mustprogress nofree 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, !7, i64 0}
!6 = !{!"_ZTS4Node", !7, i64 0, !8, i64 4, !8, i64 24}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!10 = !{!7, !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass