; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/2440.ll (Z3dfsiii)

; 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
@p = external dso_local global [4444 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z3dfsiii(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 i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = and i32 %11, 1
  %13 = icmp ne i32 %12, 0
  %14 = zext i1 %13 to i64
  %15 = select i1 %13, i32 1, i32 -1
  %16 = sext i32 %15 to i64
  store i64 %16, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  store i64 0, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %17, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %18

18:                                               ; preds = %71, %3
  %19 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sle i32 %19, %20
  br i1 %21, label %23, label %22

22:                                               ; preds = %18
  store i32 2, ptr %10, align 4
  br label %74

23:                                               ; preds = %18
  %24 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = mul nsw i32 %27, %31
  %33 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp sgt i32 %32, %33
  br i1 %34, label %35, label %36

35:                                               ; preds = %23
  store i32 2, ptr %10, align 4
  br label %74

36:                                               ; preds = %23
  %37 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %46 = mul nsw i32 %41, %45
  %47 = sdiv i32 %37, %46
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %50 = mul nsw i64 %48, %49
  %51 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  %53 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %54 = add nsw i32 %53, 1
  %55 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %64 = mul nsw i32 %59, %63
  %65 = sdiv i32 %55, %64
  %66 = call noundef i64 @_Z3dfsiii(i32 noundef %52, i32 noundef %54, i32 noundef %65)
  %67 = add nsw i64 %50, %66
  %68 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %69 = add nsw i64 %68, %67
  store i64 %69, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  br label %70

70:                                               ; preds = %36
  br label %71

71:                                               ; preds = %70
  %72 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %18, !llvm.loop !11

74:                                               ; preds = %35, %22
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %75

75:                                               ; preds = %74
  %76 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  ret i64 %76
}

; 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !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"

@tot = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@p = external dso_local local_unnamed_addr global [4444 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z3dfsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !5
  %.not2122 = icmp slt i32 %4, %1
  br i1 %.not2122, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %5 = and i32 %0, 1
  %.not = icmp eq i32 %5, 0
  %6 = add nsw i32 %0, 1
  %7 = sext i32 %1 to i64
  %8 = add i32 %4, 1
  br i1 %.not, label %.lr.ph.split.us, label %.lr.ph.split

.lr.ph.split.us:                                  ; preds = %.lr.ph, %13
  %indvars.iv31 = phi i64 [ %indvars.iv.next32, %13 ], [ %7, %.lr.ph ]
  %.01823.us = phi i64 [ %19, %13 ], [ 0, %.lr.ph ]
  %9 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv31
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = mul nsw i32 %10, %10
  %12 = icmp sgt i32 %11, %2
  br i1 %12, label %._crit_edge, label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph.split.us
  %14 = sdiv i32 %2, %11
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %indvars.iv.next32 = add nsw i64 %indvars.iv31, 1
  %16 = trunc i64 %indvars.iv.next32 to i32
  %17 = tail call noundef i64 @_Z3dfsiii(i32 noundef %6, i32 noundef %16, i32 noundef %14)
  %18 = add i64 %17, %.01823.us
  %19 = sub i64 %18, %15
  %exitcond35.not = icmp eq i32 %8, %16
  br i1 %exitcond35.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.split.us, !llvm.loop !9

.lr.ph.split:                                     ; preds = %.lr.ph, %24
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %24 ], [ %7, %.lr.ph ]
  %.01823 = phi i64 [ %30, %24 ], [ 0, %.lr.ph ]
  %20 = getelementptr inbounds [4444 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = mul nsw i32 %21, %21
  %23 = icmp sgt i32 %22, %2
  br i1 %23, label %._crit_edge, label %24

24:                                               ; preds = %.lr.ph.split
  %25 = sdiv i32 %2, %22
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %27 = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %28 = tail call noundef i64 @_Z3dfsiii(i32 noundef %6, i32 noundef %27, i32 noundef %25)
  %29 = add i64 %28, %.01823
  %30 = add i64 %29, %26
  %exitcond.not = icmp eq i32 %8, %27
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.split, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %24, %.lr.ph.split, %13, %.lr.ph.split.us, %3
  %.018.lcssa = phi i64 [ 0, %3 ], [ %.01823.us, %.lr.ph.split.us ], [ %19, %13 ], [ %.01823, %.lr.ph.split ], [ %30, %24 ]
  ret i64 %.018.lcssa
}

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, !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,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass