; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: loj/2563.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"

@mod = external dso_local global i32, align 4
@etot = external dso_local global i32, align 4
@ex = external dso_local global [15 x i32], align 16
@pr = external dso_local global [15 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 noundef i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) #1 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  store i64 %2, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr @etot, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp eq i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %51

15:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  %16 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %17 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %18 = and i64 %17, 1
  %19 = icmp ne i64 %18, 0
  %20 = xor i1 %19, true
  %21 = zext i1 %20 to i32
  %22 = zext i32 %21 to i64
  %23 = ashr i64 %16, %22
  %24 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %25 = mul nsw i64 %23, %24
  %26 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = srem i64 %25, %27
  %29 = trunc i64 %28 to i32
  store i32 %29, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp slt i32 %30, 0
  br i1 %31, label %32, label %37

32:                                               ; preds = %15
  %33 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %34, %33
  store i32 %35, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp ne i32 %35, 0
  br label %37

37:                                               ; preds = %32, %15
  %38 = phi i1 [ false, %15 ], [ %36, %32 ]
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %42 = add nsw i64 %41, 1
  %43 = ashr i64 %42, 1
  %44 = call noundef i32 @_Z8getPowerx(i64 noundef %43)
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = mul nsw i64 %40, %45
  %47 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = srem i64 %46, %48
  %50 = trunc i64 %49 to i32
  store i32 %50, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  br label %119

51:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  %52 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [15 x i64], ptr @pr, i64 0, i64 %54
  %56 = load i64, ptr %55, align 8, !tbaa !9
  %57 = sub nsw i64 1, %56
  %58 = mul nsw i64 %52, %57
  store i64 %58, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds [15 x i64], ptr @pr, i64 0, i64 %60
  %62 = load i64, ptr %61, align 8, !tbaa !9
  %63 = and i64 %62, 1
  %64 = icmp ne i64 %63, 0
  br i1 %64, label %65, label %74

65:                                               ; preds = %51
  %66 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  %68 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %69 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %70 = call noundef i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %67, i64 noundef %68, i64 noundef %69)
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %73 = add nsw i64 %72, %71
  store i64 %73, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %74

74:                                               ; preds = %65, %51
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %75

75:                                               ; preds = %97, %74
  %76 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds [15 x i32], ptr @ex, i64 0, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !5
  %81 = icmp slt i32 %76, %80
  br i1 %81, label %83, label %82

82:                                               ; preds = %75
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  br label %100

83:                                               ; preds = %75
  %84 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %85 = add nsw i32 %84, 1
  %86 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds [15 x i64], ptr @pr, i64 0, i64 %87
  %89 = load i64, ptr %88, align 8, !tbaa !9
  %90 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %91 = mul nsw i64 %90, %89
  store i64 %91, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %92 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %93 = call noundef i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %85, i64 noundef %91, i64 noundef %92)
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %96 = add nsw i64 %95, %94
  store i64 %96, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %97

97:                                               ; preds = %83
  %98 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %99 = add nsw i32 %98, 1
  store i32 %99, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %75, !llvm.loop !11

100:                                              ; preds = %82
  %101 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  %103 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = getelementptr inbounds [15 x i64], ptr @pr, i64 0, i64 %104
  %106 = load i64, ptr %105, align 8, !tbaa !9
  %107 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %108 = mul nsw i64 %107, %106
  store i64 %108, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %109 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %110 = call noundef i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %102, i64 noundef %108, i64 noundef %109)
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %113 = add nsw i64 %112, %111
  store i64 %113, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %114 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %115 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %116 = sext i32 %115 to i64
  %117 = srem i64 %114, %116
  %118 = trunc i64 %117 to i32
  store i32 %118, ptr %4, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  br label %119

119:                                              ; preds = %100, %37
  %120 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %120
}

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z8getPowerx(i64 noundef) #2

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 = { 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 #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 = !{!"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"

@mod = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@etot = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@ex = external dso_local local_unnamed_addr global [15 x i32], align 16
@pr = external dso_local local_unnamed_addr global [15 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef range(i32 -2147483647, -2147483648) i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr @etot, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp eq i32 %4, %0
  br i1 %5, label %6, label %23

6:                                                ; preds = %3
  %7 = and i64 %1, 1
  %8 = xor i64 %7, 1
  %9 = ashr i64 %1, %8
  %10 = mul nsw i64 %9, %2
  %11 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = srem i64 %10, %12
  %14 = trunc nsw i64 %13 to i32
  %15 = icmp slt i64 %13, 0
  %16 = select i1 %15, i32 %11, i32 0
  %spec.select = add nsw i32 %16, %14
  %17 = sext i32 %spec.select to i64
  %18 = add nsw i64 %1, 1
  %19 = ashr i64 %18, 1
  %20 = tail call noundef i32 @_Z8getPowerx(i64 noundef %19)
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = mul nsw i64 %17, %21
  br label %52

23:                                               ; preds = %3
  %24 = sext i32 %0 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [15 x i64], ptr @pr, i64 0, i64 %24
  %26 = load i64, ptr %25, align 8, !tbaa !9
  %27 = sub nsw i64 1, %26
  %28 = mul nsw i64 %27, %2
  %29 = and i64 %26, 1
  %.not = icmp eq i64 %29, 0
  br i1 %.not, label %34, label %30

30:                                               ; preds = %23
  %31 = add nsw i32 %0, 1
  %32 = tail call noundef i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %31, i64 noundef %1, i64 noundef %28)
  %33 = sext i32 %32 to i64
  br label %34

34:                                               ; preds = %30, %23
  %.031 = phi i64 [ %33, %30 ], [ 0, %23 ]
  %35 = getelementptr inbounds [15 x i32], ptr @ex, i64 0, i64 %24
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp sgt i32 %36, 1
  %38 = add nsw i32 %0, 1
  br i1 %37, label %.lr.ph, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %34
  %.033.lcssa = phi i64 [ %1, %34 ], [ %45, %.lr.ph ]
  %.1.lcssa = phi i64 [ %.031, %34 ], [ %48, %.lr.ph ]
  %39 = load i64, ptr %25, align 8, !tbaa !9
  %40 = mul nsw i64 %39, %.033.lcssa
  %41 = tail call noundef i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %38, i64 noundef %40, i64 noundef %2)
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = add nsw i64 %.1.lcssa, %42
  br label %52

.lr.ph:                                           ; preds = %34, %.lr.ph
  %.040 = phi i32 [ %49, %.lr.ph ], [ 1, %34 ]
  %.139 = phi i64 [ %48, %.lr.ph ], [ %.031, %34 ]
  %.03338 = phi i64 [ %45, %.lr.ph ], [ %1, %34 ]
  %44 = load i64, ptr %25, align 8, !tbaa !9
  %45 = mul nsw i64 %44, %.03338
  %46 = tail call noundef i32 @_Z3dfsixx(i32 noundef %38, i64 noundef %45, i64 noundef %28)
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = add nsw i64 %.139, %47
  %49 = add nuw nsw i32 %.040, 1
  %50 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %51 = icmp slt i32 %49, %50
  br i1 %51, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !11

52:                                               ; preds = %._crit_edge, %6
  %.sink = phi i64 [ %43, %._crit_edge ], [ %22, %6 ]
  %53 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = srem i64 %.sink, %54
  %.030 = trunc nsw i64 %55 to i32
  ret i32 %.030
}

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z8getPowerx(i64 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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