; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: hackerrank (taste-of-win)

; 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"

@n = external dso_local global i32, align 4
@m = external dso_local global i32, align 4
@pw = external dso_local global i32, align 4
@ways = external dso_local global i32, align 4
@f = external dso_local global [10000001 x i32], align 16
@.str = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress norecurse uwtable
define dso_local noundef i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  store i32 0, ptr %1, align 4
  %4 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef @n, ptr noundef @m)
  %5 = load i32, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %6 = add nsw i32 %5, 1
  store i32 %6, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #3
  store i32 0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %7

7:                                                ; preds = %22, %0
  %8 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp slt i32 %8, %9
  br i1 %10, label %12, label %11

11:                                               ; preds = %7
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #3
  br label %25

12:                                               ; preds = %7
  %13 = load i32, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %14 = shl i32 %13, 1
  store i32 %14, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp sge i32 %14, 1000000007
  br i1 %15, label %16, label %20

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i32, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %18 = sub nsw i32 %17, 1000000007
  store i32 %18, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp ne i32 %18, 0
  br label %20

20:                                               ; preds = %16, %12
  %21 = phi i1 [ false, %12 ], [ %19, %16 ]
  br label %22

22:                                               ; preds = %20
  %23 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  store i32 %24, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %7, !llvm.loop !9

25:                                               ; preds = %11
  store i32 1, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr @f, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #3
  store i32 1, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %72, %25
  %27 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp sle i32 %27, %28
  br i1 %29, label %31, label %30

30:                                               ; preds = %26
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #3
  br label %75

31:                                               ; preds = %26
  %32 = load i32, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %34 = sub nsw i32 %33, 1
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = sub nsw i32 %32, %37
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = sub nsw i64 %41, 1
  %43 = load i32, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %45 = sub nsw i32 %43, %44
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = mul nsw i64 %42, %47
  %49 = srem i64 %48, 1000000007
  %50 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %51 = sub nsw i32 %50, 2
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = mul nsw i64 %49, %55
  %57 = sub nsw i64 %39, %56
  %58 = srem i64 %57, 1000000007
  %59 = trunc i64 %58 to i32
  %60 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %61
  store i32 %59, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = load i32, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %67 = sub nsw i32 %65, %66
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = mul nsw i64 %64, %68
  %70 = srem i64 %69, 1000000007
  %71 = trunc i64 %70 to i32
  store i32 %71, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  br label %72

72:                                               ; preds = %31
  %73 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %26, !llvm.loop !11

75:                                               ; preds = %30
  %76 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %77
  %79 = load i32, ptr %78, align 4, !tbaa !5
  %80 = icmp slt i32 %79, 0
  br i1 %80, label %81, label %88

81:                                               ; preds = %75
  %82 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %83
  %85 = load i32, ptr %84, align 4, !tbaa !5
  %86 = add nsw i32 %85, 1000000007
  store i32 %86, ptr %84, align 4, !tbaa !5
  %87 = icmp ne i32 %86, 0
  br label %88

88:                                               ; preds = %81, %75
  %89 = phi i1 [ false, %75 ], [ %87, %81 ]
  %90 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %91
  %93 = load i32, ptr %92, align 4, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %95 = sub nsw i32 %94, %93
  store i32 %95, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %96 = icmp slt i32 %95, 0
  br i1 %96, label %97, label %101

97:                                               ; preds = %88
  %98 = load i32, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %99 = add nsw i32 %98, 1000000007
  store i32 %99, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %100 = icmp ne i32 %99, 0
  br label %101

101:                                              ; preds = %97, %88
  %102 = phi i1 [ false, %88 ], [ %100, %97 ]
  %103 = load i32, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %104 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %103)
  ret i32 0
}

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr 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

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #1

attributes #0 = { mustprogress norecurse 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 = { "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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !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"

@n = external dso_local global i32, align 4
@m = external dso_local global i32, align 4
@pw = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@ways = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@f = external dso_local local_unnamed_addr global [10000001 x i32], align 16
@.str = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = tail call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull @n, ptr noundef nonnull @m)
  %2 = load i32, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %3 = add nsw i32 %2, 1
  store i32 %3, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  %4 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp sgt i32 %4, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph.preheader, label %10

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %0
  %xtraiter = and i32 %4, 3
  %6 = icmp ult i32 %4, 4
  br i1 %6, label %._crit_edge.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i32 %4, 2147483644
  br label %.lr.ph

._crit_edge.unr-lcssa:                            ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %spec.select.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %spec.select.3, %.lr.ph ]
  %spec.select1718.unr = phi i32 [ %3, %.lr.ph.preheader ], [ %spec.select.3, %.lr.ph ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %._crit_edge.unr-lcssa, %.lr.ph.epil
  %spec.select1718.epil = phi i32 [ %spec.select.epil, %.lr.ph.epil ], [ %spec.select1718.unr, %._crit_edge.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i32 [ %epil.iter.next, %.lr.ph.epil ], [ 0, %._crit_edge.unr-lcssa ]
  %7 = shl i32 %spec.select1718.epil, 1
  %8 = icmp sgt i32 %7, 1000000006
  %9 = add nsw i32 %7, -1000000007
  %spec.select.epil = select i1 %8, i32 %9, i32 %7
  %epil.iter.next = add i32 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i32 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.epil, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph.epil, %._crit_edge.unr-lcssa
  %spec.select.lcssa = phi i32 [ %spec.select.lcssa.ph, %._crit_edge.unr-lcssa ], [ %spec.select.epil, %.lr.ph.epil ]
  store i32 %spec.select.lcssa, ptr @pw, align 4, !tbaa !5
  br label %10

10:                                               ; preds = %._crit_edge, %0
  %11 = phi i32 [ %spec.select.lcssa, %._crit_edge ], [ %3, %0 ]
  store i32 1, ptr @f, align 16, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %.not20 = icmp slt i32 %12, 1
  br i1 %.not20, label %._crit_edge24, label %.lr.ph23

.lr.ph23:                                         ; preds = %10
  %13 = sext i32 %11 to i64
  %14 = add nuw i32 %12, 1
  %wide.trip.count = zext i32 %14 to i64
  br label %35

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %spec.select1718 = phi i32 [ %3, %.lr.ph.preheader.new ], [ %spec.select.3, %.lr.ph ]
  %niter = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.3, %.lr.ph ]
  %15 = shl i32 %spec.select1718, 1
  %16 = icmp sgt i32 %15, 1000000006
  %17 = shl i32 %spec.select1718, 2
  %18 = add i32 %17, -2000000014
  %19 = select i1 %16, i32 %18, i32 %17
  %20 = icmp sgt i32 %19, 1000000006
  %21 = shl i32 %19, 1
  %22 = add i32 %21, -2000000014
  %23 = select i1 %20, i32 %22, i32 %21
  %24 = icmp sgt i32 %23, 1000000006
  %25 = shl i32 %23, 1
  %26 = add i32 %25, -2000000014
  %27 = select i1 %24, i32 %26, i32 %25
  %28 = icmp sgt i32 %27, 1000000006
  %29 = add nsw i32 %27, -1000000007
  %spec.select.3 = select i1 %28, i32 %29, i32 %27
  %niter.next.3 = add i32 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i32 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %._crit_edge.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

._crit_edge24:                                    ; preds = %35, %10
  %30 = phi i32 [ 1, %10 ], [ %57, %35 ]
  %31 = sext i32 %12 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp slt i32 %33, 0
  br i1 %34, label %58, label %60

35:                                               ; preds = %.lr.ph23, %35
  %36 = phi i32 [ 1, %.lr.ph23 ], [ %52, %35 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph23 ], [ %indvars.iv.next, %35 ]
  %37 = phi i32 [ 1, %.lr.ph23 ], [ %57, %35 ]
  %38 = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %39 = sub nsw i32 %37, %36
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = sub nsw i64 %13, %indvars.iv
  %42 = add nsw i64 %41, 1
  %43 = mul nsw i64 %38, %42
  %44 = srem i64 %43, 1000000007
  %45 = add nsw i64 %indvars.iv, -2
  %46 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = mul nsw i64 %44, %48
  %50 = sub nsw i64 %40, %49
  %51 = srem i64 %50, 1000000007
  %52 = trunc nsw i64 %51 to i32
  %53 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %52, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %37 to i64
  %55 = mul nsw i64 %41, %54
  %56 = srem i64 %55, 1000000007
  %57 = trunc nsw i64 %56 to i32
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond27.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond27.not, label %._crit_edge24, label %35, !llvm.loop !13

58:                                               ; preds = %._crit_edge24
  %59 = add nsw i32 %33, 1000000007
  store i32 %59, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  br label %60

60:                                               ; preds = %58, %._crit_edge24
  %61 = phi i32 [ %59, %58 ], [ %33, %._crit_edge24 ]
  %62 = sub nsw i32 %30, %61
  %63 = icmp slt i32 %62, 0
  %64 = add nsw i32 %62, 1000000007
  %spec.select16 = select i1 %63, i32 %64, i32 %62
  store i32 %spec.select16, ptr @ways, align 4, !tbaa !5
  %65 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %spec.select16)
  ret i32 0
}

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @__isoc99_scanf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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 = { nofree nounwind "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.unroll.disable"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


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