; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: spoj/PAIRDIV.ll (Z3dfsiixxx)

; 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"

@cnt = external dso_local global i32, align 4
@p = external dso_local global [21 x i32], align 16
@e = external dso_local global [21 x i32], align 16
@a = external dso_local global i64, align 8
@b = external dso_local global i64, align 8
@pp = external dso_local global [21 x [61 x i64]], align 16
@ans = external dso_local global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiixxx(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3, i64 noundef %4) #0 {
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i64 %2, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i64 %3, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store i64 %4, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %15 = load i64, ptr @a, align 8, !tbaa !9
  %16 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %17 = sdiv i64 %15, %16
  store i64 %17, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %18 = load i64, ptr @b, align 8, !tbaa !9
  %19 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %20 = sdiv i64 %18, %19
  store i64 %20, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr @cnt, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp eq i32 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %41

24:                                               ; preds = %5
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp sgt i32 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %33

27:                                               ; preds = %24
  %28 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %29 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %30 = mul nsw i64 %28, %29
  %31 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %32 = add nsw i64 %31, %30
  store i64 %32, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  br label %39

33:                                               ; preds = %24
  %34 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %35 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %36 = mul nsw i64 %34, %35
  %37 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  %38 = sub nsw i64 %37, %36
  store i64 %38, ptr @ans, align 8, !tbaa !9
  br label %39

39:                                               ; preds = %33, %27
  %40 = phi ptr [ @ans, %27 ], [ @ans, %33 ]
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %149

41:                                               ; preds = %5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %42

42:                                               ; preds = %144, %41
  %43 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [21 x i32], ptr @e, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp sle i32 %43, %47
  br i1 %48, label %50, label %49

49:                                               ; preds = %42
  store i32 2, ptr %13, align 4
  br label %147

50:                                               ; preds = %42
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr %53, i64 0, i64 %55
  %57 = load i64, ptr %56, align 8, !tbaa !9
  %58 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %59 = icmp sgt i64 %57, %58
  br i1 %59, label %60, label %61

60:                                               ; preds = %50
  store i32 2, ptr %13, align 4
  br label %147

61:                                               ; preds = %50
  %62 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [21 x i32], ptr @e, i64 0, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %70 = sub nsw i32 %68, %69
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr %64, i64 0, i64 %71
  %73 = load i64, ptr %72, align 8, !tbaa !9
  %74 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %75 = icmp sle i64 %73, %74
  br i1 %75, label %76, label %143

76:                                               ; preds = %61
  %77 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %78 = add nsw i32 %77, 1
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %80 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %81 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %83
  %85 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr %84, i64 0, i64 %86
  %88 = load i64, ptr %87, align 8, !tbaa !9
  %89 = mul nsw i64 %81, %88
  %90 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %91 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %92
  %94 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds [21 x i32], ptr @e, i64 0, i64 %95
  %97 = load i32, ptr %96, align 4, !tbaa !5
  %98 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %99 = sub nsw i32 %97, %98
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr %93, i64 0, i64 %100
  %102 = load i64, ptr %101, align 8, !tbaa !9
  %103 = mul nsw i64 %90, %102
  call void @_Z3dfsiixxx(i32 noundef %78, i32 noundef %79, i64 noundef %80, i64 noundef %89, i64 noundef %103)
  %104 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %105 = icmp sgt i32 %104, 0
  br i1 %105, label %106, label %142

106:                                              ; preds = %76
  %107 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  %109 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %110 = sub nsw i32 0, %109
  %111 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = getelementptr inbounds [21 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %113
  %115 = load i32, ptr %114, align 4, !tbaa !5
  %116 = sext i32 %115 to i64
  %117 = mul nsw i64 %111, %116
  %118 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %119 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %120 = sext i32 %119 to i64
  %121 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %120
  %122 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %123 = sext i32 %122 to i64
  %124 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr %121, i64 0, i64 %123
  %125 = load i64, ptr %124, align 8, !tbaa !9
  %126 = mul nsw i64 %118, %125
  %127 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %128 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %129 = sext i32 %128 to i64
  %130 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %129
  %131 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %132 = sext i32 %131 to i64
  %133 = getelementptr inbounds [21 x i32], ptr @e, i64 0, i64 %132
  %134 = load i32, ptr %133, align 4, !tbaa !5
  %135 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %136 = sub nsw i32 %134, %135
  %137 = add nsw i32 %136, 1
  %138 = sext i32 %137 to i64
  %139 = getelementptr inbounds [61 x i64], ptr %130, i64 0, i64 %138
  %140 = load i64, ptr %139, align 8, !tbaa !9
  %141 = mul nsw i64 %127, %140
  call void @_Z3dfsiixxx(i32 noundef %108, i32 noundef %110, i64 noundef %117, i64 noundef %126, i64 noundef %141)
  br label %142

142:                                              ; preds = %106, %76
  br label %143

143:                                              ; preds = %142, %61
  br label %144

144:                                              ; preds = %143
  %145 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %146 = add nsw i32 %145, 1
  store i32 %146, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %42, !llvm.loop !11

147:                                              ; preds = %60, %49
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %148

148:                                              ; preds = %147
  store i32 0, ptr %13, align 4
  br label %149

149:                                              ; preds = %148, %39
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %150 = load i32, ptr %13, align 4
  switch i32 %150, label %152 [
    i32 0, label %151
    i32 1, label %151
  ]

151:                                              ; preds = %149, %149
  ret void

152:                                              ; preds = %149
  unreachable
}

; 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"

@cnt = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@p = external dso_local local_unnamed_addr global [21 x i32], align 16
@e = external dso_local local_unnamed_addr global [21 x i32], align 16
@a = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8
@b = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8
@pp = external dso_local local_unnamed_addr global [21 x [61 x i64]], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiixxx(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3, i64 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = load i64, ptr @a, align 8, !tbaa !5
  %7 = sdiv i64 %6, %3
  %8 = load i64, ptr @b, align 8, !tbaa !5
  %9 = sdiv i64 %8, %4
  %10 = load i32, ptr @cnt, align 4, !tbaa !9
  %11 = icmp eq i32 %10, %0
  br i1 %11, label %30, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %5
  %12 = sext i32 %0 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [21 x i32], ptr @e, i64 0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %.not46 = icmp slt i32 %14, 0
  br i1 %.not46, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %15 = add nsw i32 %0, 1
  %16 = sub nsw i32 0, %1
  %17 = getelementptr inbounds [21 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %12
  %18 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %12, i64 0
  %19 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !5
  %20 = icmp sgt i64 %19, %7
  br i1 %20, label %.loopexit, label %21

21:                                               ; preds = %.lr.ph
  %22 = zext nneg i32 %14 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %12, i64 %22
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %.not44.peel = icmp sgt i64 %24, %9
  br i1 %.not44.peel, label %28, label %25

25:                                               ; preds = %21
  %26 = mul nsw i64 %19, %3
  %27 = mul nsw i64 %24, %4
  tail call void @_Z3dfsiixxx(i32 noundef %15, i32 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %26, i64 noundef %27)
  %.pre = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %28

28:                                               ; preds = %25, %21
  %29 = phi i32 [ %.pre, %25 ], [ %14, %21 ]
  %.not.not.peel = icmp sgt i32 %29, 0
  br i1 %.not.not.peel, label %.peel.next, label %.loopexit

30:                                               ; preds = %5
  %31 = icmp sgt i32 %1, 0
  %32 = mul nsw i64 %9, %7
  %33 = load i64, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  %34 = sub i64 0, %32
  %storemerge.p = select i1 %31, i64 %32, i64 %34
  %storemerge = add i64 %33, %storemerge.p
  store i64 %storemerge, ptr @ans, align 8, !tbaa !5
  br label %.loopexit

.peel.next:                                       ; preds = %28, %59
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %59 ], [ 1, %28 ]
  %35 = phi i32 [ %60, %59 ], [ %29, %28 ]
  %36 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %12, i64 %indvars.iv
  %37 = load i64, ptr %36, align 8, !tbaa !5
  %38 = icmp sgt i64 %37, %7
  br i1 %38, label %.loopexit, label %39

39:                                               ; preds = %.peel.next
  %40 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %41 = sub nsw i32 %35, %40
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %12, i64 %42
  %44 = load i64, ptr %43, align 8, !tbaa !5
  %.not44 = icmp sgt i64 %44, %9
  br i1 %.not44, label %59, label %45

45:                                               ; preds = %39
  %46 = mul nsw i64 %37, %3
  %47 = mul nsw i64 %44, %4
  tail call void @_Z3dfsiixxx(i32 noundef %15, i32 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %46, i64 noundef %47)
  %48 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = mul nsw i64 %49, %2
  %51 = load i64, ptr %36, align 8, !tbaa !5
  %52 = mul nsw i64 %51, %3
  %53 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %reass.sub = sub i32 %53, %40
  %54 = add i32 %reass.sub, 1
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [21 x [61 x i64]], ptr @pp, i64 0, i64 %12, i64 %55
  %57 = load i64, ptr %56, align 8, !tbaa !5
  %58 = mul nsw i64 %57, %4
  tail call void @_Z3dfsiixxx(i32 noundef %15, i32 noundef %16, i64 noundef %50, i64 noundef %52, i64 noundef %58)
  br label %59

59:                                               ; preds = %39, %45
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %60 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %.not.not = icmp slt i64 %indvars.iv, %61
  br i1 %.not.not, label %.peel.next, label %.loopexit, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %.peel.next, %59, %.lr.ph, %28, %.preheader, %30
  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, !13}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = !{!"llvm.loop.peeled.count", i32 1}


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