; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/1939.ll (Z1Fiii)

; 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"

@m = external dso_local global i32, align 4
@cnt = external dso_local global [101 x i32], align 16
@pre = external dso_local global [101 x i32], align 16
@f = external dso_local global [5 x [101 x [101 x i32]]], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z1Fiii(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
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp sgt i32 %10, %11
  br i1 %12, label %13, label %14

13:                                               ; preds = %3
  store i32 0, ptr %4, align 4
  br label %92

14:                                               ; preds = %3
  %15 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @cnt, i64 0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = sub nsw i32 %15, %19
  call void @_Z3updRii(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %7, i32 noundef %20)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %21 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [5 x [101 x [101 x i32]]], ptr @f, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [101 x [101 x i32]], ptr %23, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr %26, i64 0, i64 %28
  store ptr %29, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp eq i32 %31, -1
  br i1 %32, label %33, label %89

33:                                               ; preds = %14
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @cnt, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %40 = sub nsw i32 %35, %39
  %41 = icmp slt i32 %34, %40
  br i1 %41, label %42, label %49

42:                                               ; preds = %33
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  %47 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %43, i32 noundef %44, i32 noundef %46)
  %48 = add nsw i32 %47, 1
  br label %54

49:                                               ; preds = %33
  %50 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %52 = sub nsw i32 %51, 1
  %53 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %50, i32 noundef %52, i32 noundef 0)
  br label %54

54:                                               ; preds = %49, %42
  %55 = phi i32 [ %48, %42 ], [ %53, %49 ]
  %56 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i32 %55, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %57 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @pre, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  store i32 %60, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %61

61:                                               ; preds = %83, %54
  %62 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %64 = icmp sge i32 %62, %63
  br i1 %64, label %66, label %65

65:                                               ; preds = %61
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %88

66:                                               ; preds = %61
  %67 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %68 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @cnt, i64 0, i64 %72
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %70, %74
  %76 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %68, i32 noundef %69, i32 noundef %75)
  %77 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %78 = add nsw i32 %77, 1
  %79 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %80 = sub nsw i32 %79, 1
  %81 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %78, i32 noundef %80, i32 noundef 0)
  %82 = add nsw i32 %76, %81
  call void @_Z3updRii(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %67, i32 noundef %82)
  br label %83

83:                                               ; preds = %66
  %84 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @pre, i64 0, i64 %85
  %87 = load i32, ptr %86, align 4, !tbaa !5
  store i32 %87, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %61, !llvm.loop !11

88:                                               ; preds = %65
  br label %89

89:                                               ; preds = %88, %14
  %90 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %91 = load i32, ptr %90, align 4, !tbaa !5
  store i32 %91, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  br label %92

92:                                               ; preds = %89, %13
  %93 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %93
}

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z3updRii(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4), i32 noundef) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!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"

@m = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@cnt = external dso_local local_unnamed_addr global [101 x i32], align 16
@pre = external dso_local local_unnamed_addr global [101 x i32], align 16
@f = external dso_local global [5 x [101 x [101 x i32]]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  store i32 %2, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp sgt i32 %0, %1
  br i1 %5, label %.loopexit, label %6

6:                                                ; preds = %3
  %7 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %8 = sext i32 %1 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @cnt, i64 0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = sub nsw i32 %7, %10
  call void @_Z3updRii(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, i32 noundef %11)
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = sext i32 %0 to i64
  %15 = getelementptr inbounds [5 x [101 x [101 x i32]]], ptr @f, i64 0, i64 %13, i64 %14, i64 %8
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp eq i32 %16, -1
  br i1 %17, label %18, label %.loopexit

18:                                               ; preds = %6
  %19 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %21 = sub nsw i32 %19, %20
  %22 = icmp slt i32 %12, %21
  br i1 %22, label %23, label %27

23:                                               ; preds = %18
  %24 = add nsw i32 %12, 1
  %25 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %24)
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  br label %30

27:                                               ; preds = %18
  %28 = add nsw i32 %1, -1
  %29 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %0, i32 noundef %28, i32 noundef 0)
  br label %30

30:                                               ; preds = %27, %23
  %31 = phi i32 [ %26, %23 ], [ %29, %27 ]
  store i32 %31, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %.0.in27 = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @pre, i64 0, i64 %8
  %.028 = load i32, ptr %.0.in27, align 4, !tbaa !5
  %.not29 = icmp slt i32 %.028, %0
  br i1 %.not29, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %30
  %32 = add nsw i32 %1, -1
  br label %33

33:                                               ; preds = %.lr.ph, %33
  %.030 = phi i32 [ %.028, %.lr.ph ], [ %.0, %33 ]
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %36 = add nsw i32 %35, %34
  %37 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %0, i32 noundef %.030, i32 noundef %36)
  %38 = add nsw i32 %.030, 1
  %39 = call noundef i32 @_Z1Fiii(i32 noundef %38, i32 noundef %32, i32 noundef 0)
  %40 = add nsw i32 %39, %37
  call void @_Z3updRii(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %15, i32 noundef %40)
  %41 = sext i32 %.030 to i64
  %.0.in = getelementptr inbounds [101 x i32], ptr @pre, i64 0, i64 %41
  %.0 = load i32, ptr %.0.in, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp slt i32 %.0, %0
  br i1 %.not, label %.loopexit.loopexit, label %33, !llvm.loop !9

.loopexit.loopexit:                               ; preds = %33
  %.pre = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %6, %30, %.loopexit.loopexit, %3
  %.023 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %.pre, %.loopexit.loopexit ], [ %31, %30 ], [ %16, %6 ]
  ret i32 %.023
}

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z3updRii(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4), i32 noundef) local_unnamed_addr #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 = { 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" }

!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,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass