; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: usaco/Training/Chapter 2 Bigger challenges/castle.ll (Z3dfsii)

; 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
@n = external dso_local global i32, align 4
@room = external dso_local global [51 x [51 x i32]], align 16
@num = external dso_local global [51 x [51 x i32]], align 16
@sum = external dso_local global i32, align 4
@cnt = external dso_local global [2501 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp slt i32 %6, 1
  br i1 %7, label %28, label %8

8:                                                ; preds = %2
  %9 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sgt i32 %9, %10
  br i1 %11, label %28, label %12

12:                                               ; preds = %8
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %13, 1
  br i1 %14, label %28, label %15

15:                                               ; preds = %12
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp sgt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %28, label %19

19:                                               ; preds = %15
  %20 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [51 x [51 x i32]], ptr @num, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [51 x i32], ptr %22, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = icmp ne i32 %26, 0
  br i1 %27, label %28, label %29

28:                                               ; preds = %19, %15, %12, %8, %2
  br label %82

29:                                               ; preds = %19
  %30 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds [51 x [51 x i32]], ptr @num, i64 0, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [51 x i32], ptr %33, i64 0, i64 %35
  store i32 %30, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds [2501 x i32], ptr @cnt, i64 0, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %41 = add nsw i32 %40, 1
  store i32 %41, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %42 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [51 x [51 x i32]], ptr @room, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds [51 x i32], ptr %44, i64 0, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %49 = sub nsw i32 15, %48
  store i32 %49, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %51 = and i32 %50, 1
  %52 = icmp ne i32 %51, 0
  br i1 %52, label %53, label %57

53:                                               ; preds = %29
  %54 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %56 = sub nsw i32 %55, 1
  call void @_Z3dfsii(i32 noundef %54, i32 noundef %56)
  br label %57

57:                                               ; preds = %53, %29
  %58 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %59 = and i32 %58, 2
  %60 = icmp ne i32 %59, 0
  br i1 %60, label %61, label %65

61:                                               ; preds = %57
  %62 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %63 = sub nsw i32 %62, 1
  %64 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z3dfsii(i32 noundef %63, i32 noundef %64)
  br label %65

65:                                               ; preds = %61, %57
  %66 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %67 = and i32 %66, 4
  %68 = icmp ne i32 %67, 0
  br i1 %68, label %69, label %73

69:                                               ; preds = %65
  %70 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %72 = add nsw i32 %71, 1
  call void @_Z3dfsii(i32 noundef %70, i32 noundef %72)
  br label %73

73:                                               ; preds = %69, %65
  %74 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %75 = and i32 %74, 8
  %76 = icmp ne i32 %75, 0
  br i1 %76, label %77, label %81

77:                                               ; preds = %73
  %78 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %79 = add nsw i32 %78, 1
  %80 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z3dfsii(i32 noundef %79, i32 noundef %80)
  br label %81

81:                                               ; preds = %77, %73
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %82

82:                                               ; preds = %81, %28
  ret void
}

; 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"}


; 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
@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@room = external dso_local local_unnamed_addr global [51 x [51 x i32]], align 16
@num = external dso_local local_unnamed_addr global [51 x [51 x i32]], align 16
@sum = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@cnt = external dso_local local_unnamed_addr global [2501 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dfsii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp slt i32 %0, 1
  br i1 %3, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %4 = icmp slt i32 %1, 1
  %5 = zext nneg i32 %1 to i64
  %6 = add nsw i32 %1, -1
  %7 = add nuw nsw i32 %1, 1
  br i1 %4, label %._crit_edge, label %.lr.ph.split.preheader

.lr.ph.split.preheader:                           ; preds = %.lr.ph
  %8 = zext nneg i32 %0 to i64
  br label %.lr.ph.split

.lr.ph.split:                                     ; preds = %.lr.ph.split.preheader, %35
  %indvars.iv = phi i64 [ %8, %.lr.ph.split.preheader ], [ %indvars.iv.next, %35 ]
  %9 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %10 = trunc nuw i64 %indvars.iv to i32
  %11 = icmp slt i32 %9, %10
  %12 = load i32, ptr @m, align 4
  %13 = icmp slt i32 %12, %1
  %or.cond29 = select i1 %11, i1 true, i1 %13
  br i1 %or.cond29, label %._crit_edge, label %14

14:                                               ; preds = %.lr.ph.split
  %15 = getelementptr inbounds [51 x [51 x i32]], ptr @num, i64 0, i64 %indvars.iv, i64 %5
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %16, 0
  br i1 %.not, label %17, label %._crit_edge

17:                                               ; preds = %14
  %18 = load i32, ptr @sum, align 4, !tbaa !5
  store i32 %18, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [2501 x i32], ptr @cnt, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %21, 1
  store i32 %22, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds [51 x [51 x i32]], ptr @room, i64 0, i64 %indvars.iv, i64 %5
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = sub nsw i32 15, %24
  %26 = and i32 %25, 1
  %.not24 = icmp eq i32 %26, 0
  br i1 %.not24, label %28, label %27

27:                                               ; preds = %17
  tail call void @_Z3dfsii(i32 noundef %10, i32 noundef %6)
  br label %28

28:                                               ; preds = %27, %17
  %29 = and i32 %25, 2
  %.not25 = icmp eq i32 %29, 0
  br i1 %.not25, label %32, label %30

30:                                               ; preds = %28
  %31 = add nsw i32 %10, -1
  tail call void @_Z3dfsii(i32 noundef %31, i32 noundef %1)
  br label %32

32:                                               ; preds = %30, %28
  %33 = and i32 %25, 4
  %.not26 = icmp eq i32 %33, 0
  br i1 %.not26, label %35, label %34

34:                                               ; preds = %32
  tail call void @_Z3dfsii(i32 noundef %10, i32 noundef %7)
  br label %35

35:                                               ; preds = %34, %32
  %36 = and i32 %25, 8
  %.not27 = icmp eq i32 %36, 0
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  br i1 %.not27, label %._crit_edge, label %.lr.ph.split

._crit_edge:                                      ; preds = %14, %.lr.ph.split, %35, %.lr.ph, %2
  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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}


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