; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/3643.ll (Z3dfsixx)

; 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"

@sz = external dso_local global i32, align 4
@cnt = external dso_local global i32, align 4
@pp = external dso_local global [78499 x i64], align 16
@ans = external dso_local global [300001 x i64], align 16

; 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 void @_Z3dfsixx(i32 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) #1 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  store i64 %2, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %10 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %11 = and i64 %10, 1
  %12 = icmp ne i64 %11, 0
  br i1 %12, label %17, label %13

13:                                               ; preds = %3
  %14 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr @cnt, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp eq i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %27

17:                                               ; preds = %13, %3
  %18 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %19 = icmp eq i64 %18, 1
  br i1 %19, label %20, label %26

20:                                               ; preds = %17
  %21 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !5
  %23 = add nsw i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr @sz, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %22 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [300001 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %24
  store i64 %21, ptr %25, align 8, !tbaa !9
  br label %26

26:                                               ; preds = %20, %17
  br label %93

27:                                               ; preds = %13
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %28 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %28, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %29

29:                                               ; preds = %90, %27
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %31
  %33 = load i64, ptr %32, align 8, !tbaa !9
  %34 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %35 = add nsw i64 %34, 1
  %36 = icmp sle i64 %33, %35
  br i1 %36, label %38, label %37

37:                                               ; preds = %29
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %93

38:                                               ; preds = %29
  %39 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %40 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %41
  %43 = load i64, ptr %42, align 8, !tbaa !9
  %44 = sub nsw i64 %43, 1
  %45 = srem i64 %39, %44
  %46 = icmp eq i64 %45, 0
  br i1 %46, label %47, label %89

47:                                               ; preds = %38
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %48 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %50
  %52 = load i64, ptr %51, align 8, !tbaa !9
  %53 = mul nsw i64 %48, %52
  store i64 %53, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  %54 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %56
  %58 = load i64, ptr %57, align 8, !tbaa !9
  %59 = sub nsw i64 %58, 1
  %60 = sdiv i64 %54, %59
  store i64 %60, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  %63 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %64 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z3dfsixx(i32 noundef %62, i64 noundef %63, i64 noundef %64)
  br label %65

65:                                               ; preds = %73, %47
  %66 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %67 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %68
  %70 = load i64, ptr %69, align 8, !tbaa !9
  %71 = srem i64 %66, %70
  %72 = icmp eq i64 %71, 0
  br i1 %72, label %73, label %88

73:                                               ; preds = %65
  %74 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  %76 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %77
  %79 = load i64, ptr %78, align 8, !tbaa !9
  %80 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %81 = mul nsw i64 %80, %79
  store i64 %81, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %83
  %85 = load i64, ptr %84, align 8, !tbaa !9
  %86 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %87 = sdiv i64 %86, %85
  store i64 %87, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z3dfsixx(i32 noundef %75, i64 noundef %81, i64 noundef %87)
  br label %65, !llvm.loop !11

88:                                               ; preds = %65
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  br label %89

89:                                               ; preds = %88, %38
  br label %90

90:                                               ; preds = %89
  %91 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  store i32 %92, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %29, !llvm.loop !13

93:                                               ; preds = %37, %26
  ret void
}

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, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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"

@sz = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@cnt = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@pp = external dso_local local_unnamed_addr global [78499 x i64], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global [300001 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dfsixx(i32 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = and i64 %2, 1
  %.not = icmp ne i64 %4, 0
  %5 = load i32, ptr @cnt, align 4
  %6 = icmp eq i32 %5, %0
  %or.cond = select i1 %.not, i1 true, i1 %6
  br i1 %or.cond, label %11, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %3
  %7 = or disjoint i64 %2, 1
  %8 = sext i32 %0 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %8
  %10 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %.not2833 = icmp sgt i64 %10, %7
  br i1 %.not2833, label %.loopexit30, label %.lr.ph35

11:                                               ; preds = %3
  %12 = icmp eq i64 %2, 1
  br i1 %12, label %13, label %.loopexit30

13:                                               ; preds = %11
  %14 = load i32, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %15 = add nsw i32 %14, 1
  store i32 %15, ptr @sz, align 4, !tbaa !9
  %16 = sext i32 %14 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [300001 x i64], ptr @ans, i64 0, i64 %16
  store i64 %1, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  br label %.loopexit30

.lr.ph35:                                         ; preds = %.preheader, %.loopexit
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.pre-phi, %.loopexit ], [ %8, %.preheader ]
  %18 = phi i64 [ %38, %.loopexit ], [ %10, %.preheader ]
  %19 = phi ptr [ %37, %.loopexit ], [ %9, %.preheader ]
  %20 = add nsw i64 %18, -1
  %21 = srem i64 %2, %20
  %22 = sdiv i64 %2, %20
  %23 = icmp eq i64 %21, 0
  br i1 %23, label %24, label %.lr.ph35..loopexit_crit_edge

.lr.ph35..loopexit_crit_edge:                     ; preds = %.lr.ph35
  %.pre = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  br label %.loopexit

24:                                               ; preds = %.lr.ph35
  %25 = mul nsw i64 %18, %1
  %26 = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %27 = trunc nsw i64 %26 to i32
  tail call void @_Z3dfsixx(i32 noundef %27, i64 noundef %25, i64 noundef %22)
  %28 = load i64, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  %29 = srem i64 %22, %28
  %30 = icmp eq i64 %29, 0
  br i1 %30, label %.lr.ph, label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %24, %.lr.ph
  %31 = phi i64 [ %34, %.lr.ph ], [ %28, %24 ]
  %.032 = phi i64 [ %33, %.lr.ph ], [ %22, %24 ]
  %.02431 = phi i64 [ %32, %.lr.ph ], [ %25, %24 ]
  %32 = mul nsw i64 %31, %.02431
  %33 = sdiv i64 %.032, %31
  tail call void @_Z3dfsixx(i32 noundef %27, i64 noundef %32, i64 noundef %33)
  %34 = load i64, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  %35 = srem i64 %33, %34
  %36 = icmp eq i64 %35, 0
  br i1 %36, label %.lr.ph, label %.loopexit, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph35..loopexit_crit_edge, %24
  %indvars.iv.next.pre-phi = phi i64 [ %.pre, %.lr.ph35..loopexit_crit_edge ], [ %26, %24 ], [ %26, %.lr.ph ]
  %37 = getelementptr inbounds [78499 x i64], ptr @pp, i64 0, i64 %indvars.iv.next.pre-phi
  %38 = load i64, ptr %37, align 8, !tbaa !5
  %.not28 = icmp sgt i64 %38, %7
  br i1 %.not28, label %.loopexit30, label %.lr.ph35, !llvm.loop !13

.loopexit30:                                      ; preds = %.loopexit, %.preheader, %11, %13
  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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; Effective O3 passes: DivRemPairsPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass