; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: codeforces/complete/856D.ll (Z3lcaii)

; 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"

@dep = external dso_local global [200001 x i32], align 16
@mx = external dso_local global i32, align 4
@fa = external dso_local global [19 x [200001 x i32]], 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 nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3lcaii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = sub nsw i32 %14, %18
  store i32 %19, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %39, %2
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp sgt i32 %21, 0
  br i1 %22, label %24, label %23

23:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %44

24:                                               ; preds = %20
  %25 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %26 = and i32 %25, 1
  %27 = icmp ne i32 %26, 0
  br i1 %27, label %28, label %37

28:                                               ; preds = %24
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr %31, i64 0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  store i32 %35, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp ne i32 %35, 0
  br label %37

37:                                               ; preds = %28, %24
  %38 = phi i1 [ false, %24 ], [ %36, %28 ]
  br label %39

39:                                               ; preds = %37
  %40 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %41 = ashr i32 %40, 1
  store i32 %41, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, 1
  store i32 %43, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %20, !llvm.loop !9

44:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = sub nsw i32 %48, %52
  store i32 %53, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %54

54:                                               ; preds = %73, %44
  %55 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %56 = icmp sgt i32 %55, 0
  br i1 %56, label %58, label %57

57:                                               ; preds = %54
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %78

58:                                               ; preds = %54
  %59 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %60 = and i32 %59, 1
  %61 = icmp ne i32 %60, 0
  br i1 %61, label %62, label %71

62:                                               ; preds = %58
  %63 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr %65, i64 0, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  store i32 %69, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %70 = icmp ne i32 %69, 0
  br label %71

71:                                               ; preds = %62, %58
  %72 = phi i1 [ false, %58 ], [ %70, %62 ]
  br label %73

73:                                               ; preds = %71
  %74 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %75 = ashr i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nsw i32 %76, 1
  store i32 %77, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %54, !llvm.loop !11

78:                                               ; preds = %57
  %79 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %81 = icmp eq i32 %79, %80
  br i1 %81, label %82, label %84

82:                                               ; preds = %78
  %83 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %83, ptr %3, align 4
  br label %131

84:                                               ; preds = %78
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %85 = load i32, ptr @mx, align 4, !tbaa !5
  %86 = sub nsw i32 %85, 1
  store i32 %86, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %87

87:                                               ; preds = %123, %84
  %88 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %89 = icmp sge i32 %88, 0
  br i1 %89, label %91, label %90

90:                                               ; preds = %87
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %126

91:                                               ; preds = %87
  %92 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr %94, i64 0, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %100
  %102 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr %101, i64 0, i64 %103
  %105 = load i32, ptr %104, align 4, !tbaa !5
  %106 = icmp ne i32 %98, %105
  br i1 %106, label %107, label %122

107:                                              ; preds = %91
  %108 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %109
  %111 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %112 = sext i32 %111 to i64
  %113 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr %110, i64 0, i64 %112
  %114 = load i32, ptr %113, align 4, !tbaa !5
  store i32 %114, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %115 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %116 = sext i32 %115 to i64
  %117 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %116
  %118 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %119 = sext i32 %118 to i64
  %120 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr %117, i64 0, i64 %119
  %121 = load i32, ptr %120, align 4, !tbaa !5
  store i32 %121, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %122

122:                                              ; preds = %107, %91
  br label %123

123:                                              ; preds = %122
  %124 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %125 = add nsw i32 %124, -1
  store i32 %125, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %87, !llvm.loop !12

126:                                              ; preds = %90
  %127 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %128 = sext i32 %127 to i64
  %129 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @fa, i64 0, i64 %128
  %130 = load i32, ptr %129, align 4, !tbaa !5
  store i32 %130, ptr %3, align 4
  br label %131

131:                                              ; preds = %126, %82
  %132 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %132
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !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"

@dep = external dso_local local_unnamed_addr global [200001 x i32], align 16
@mx = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@fa = external dso_local local_unnamed_addr global [19 x [200001 x i32]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3lcaii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = sext i32 %0 to i64
  %4 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %3
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = sext i32 %1 to i64
  %7 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = sub nsw i32 %5, %8
  %10 = icmp sgt i32 %9, 0
  br i1 %10, label %.lr.ph, label %._crit_edge

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %19
  %.pre = sext i32 %.137 to i64
  %.phi.trans.insert = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @dep, i64 0, i64 %.pre
  %.pre72 = load i32, ptr %.phi.trans.insert, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %2
  %11 = phi i32 [ %.pre72, %._crit_edge.loopexit ], [ %5, %2 ]
  %.pre-phi = phi i64 [ %.pre, %._crit_edge.loopexit ], [ %3, %2 ]
  %.036.lcssa = phi i32 [ %.137, %._crit_edge.loopexit ], [ %0, %2 ]
  %12 = sub nsw i32 %8, %11
  %13 = icmp sgt i32 %12, 0
  br i1 %13, label %.lr.ph53, label %._crit_edge54

.lr.ph:                                           ; preds = %2, %19
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %19 ], [ 0, %2 ]
  %.03447 = phi i32 [ %20, %19 ], [ %9, %2 ]
  %.03646 = phi i32 [ %.137, %19 ], [ %0, %2 ]
  %14 = and i32 %.03447, 1
  %.not44 = icmp eq i32 %14, 0
  br i1 %.not44, label %19, label %15

15:                                               ; preds = %.lr.ph
  %16 = sext i32 %.03646 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  br label %19

19:                                               ; preds = %.lr.ph, %15
  %.137 = phi i32 [ %18, %15 ], [ %.03646, %.lr.ph ]
  %20 = lshr i32 %.03447, 1
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %.not63 = icmp ult i32 %.03447, 2
  br i1 %.not63, label %._crit_edge.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge54:                                    ; preds = %27, %._crit_edge
  %.035.lcssa = phi i32 [ %1, %._crit_edge ], [ %.1, %27 ]
  %21 = icmp eq i32 %.036.lcssa, %.035.lcssa
  br i1 %21, label %55, label %29

.lr.ph53:                                         ; preds = %._crit_edge, %27
  %indvars.iv66 = phi i64 [ %indvars.iv.next67, %27 ], [ 0, %._crit_edge ]
  %.03250 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %12, %._crit_edge ]
  %.03549 = phi i32 [ %.1, %27 ], [ %1, %._crit_edge ]
  %22 = and i32 %.03250, 1
  %.not43 = icmp eq i32 %22, 0
  br i1 %.not43, label %27, label %23

23:                                               ; preds = %.lr.ph53
  %24 = sext i32 %.03549 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv66, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %.lr.ph53, %23
  %.1 = phi i32 [ %26, %23 ], [ %.03549, %.lr.ph53 ]
  %28 = lshr i32 %.03250, 1
  %indvars.iv.next67 = add nuw nsw i64 %indvars.iv66, 1
  %.not64 = icmp ult i32 %.03250, 2
  br i1 %.not64, label %._crit_edge54, label %.lr.ph53, !llvm.loop !11

29:                                               ; preds = %._crit_edge54
  %30 = load i32, ptr @mx, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp sgt i32 %30, 0
  br i1 %31, label %.lr.ph60.preheader, label %._crit_edge61

.lr.ph60.preheader:                               ; preds = %29
  %32 = zext nneg i32 %30 to i64
  %xtraiter = and i64 %32, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.lr.ph60.prol.loopexit, label %.lr.ph60.prol

.lr.ph60.prol:                                    ; preds = %.lr.ph60.preheader
  %indvars.iv.next70.prol = add nsw i64 %32, -1
  %33 = sext i32 %.036.lcssa to i64
  %34 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv.next70.prol, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %.035.lcssa to i64
  %37 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv.next70.prol, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %.not.prol = icmp eq i32 %35, %38
  %spec.select.prol = select i1 %.not.prol, i32 %.036.lcssa, i32 %35
  %spec.select45.prol = select i1 %.not.prol, i32 %.035.lcssa, i32 %38
  br label %.lr.ph60.prol.loopexit

.lr.ph60.prol.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph60.prol, %.lr.ph60.preheader
  %indvars.iv69.unr = phi i64 [ %32, %.lr.ph60.preheader ], [ %indvars.iv.next70.prol, %.lr.ph60.prol ]
  %.257.unr = phi i32 [ %.035.lcssa, %.lr.ph60.preheader ], [ %spec.select45.prol, %.lr.ph60.prol ]
  %.23856.unr = phi i32 [ %.036.lcssa, %.lr.ph60.preheader ], [ %spec.select.prol, %.lr.ph60.prol ]
  %spec.select.lcssa.unr = phi i32 [ poison, %.lr.ph60.preheader ], [ %spec.select.prol, %.lr.ph60.prol ]
  %39 = icmp eq i32 %30, 1
  br i1 %39, label %._crit_edge61.loopexit, label %.lr.ph60

._crit_edge61.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph60, %.lr.ph60.prol.loopexit
  %spec.select.lcssa = phi i32 [ %spec.select.lcssa.unr, %.lr.ph60.prol.loopexit ], [ %spec.select.1, %.lr.ph60 ]
  %.pre73 = sext i32 %spec.select.lcssa to i64
  br label %._crit_edge61

._crit_edge61:                                    ; preds = %._crit_edge61.loopexit, %29
  %.pre-phi74 = phi i64 [ %.pre73, %._crit_edge61.loopexit ], [ %.pre-phi, %29 ]
  %40 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @fa, i64 0, i64 %.pre-phi74
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  br label %55

.lr.ph60:                                         ; preds = %.lr.ph60.prol.loopexit, %.lr.ph60
  %indvars.iv69 = phi i64 [ %indvars.iv.next70.1, %.lr.ph60 ], [ %indvars.iv69.unr, %.lr.ph60.prol.loopexit ]
  %.257 = phi i32 [ %spec.select45.1, %.lr.ph60 ], [ %.257.unr, %.lr.ph60.prol.loopexit ]
  %.23856 = phi i32 [ %spec.select.1, %.lr.ph60 ], [ %.23856.unr, %.lr.ph60.prol.loopexit ]
  %indvars.iv.next70 = add nsw i64 %indvars.iv69, -1
  %42 = sext i32 %.23856 to i64
  %43 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv.next70, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %.257 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv.next70, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %44, %47
  %spec.select = select i1 %.not, i32 %.23856, i32 %44
  %spec.select45 = select i1 %.not, i32 %.257, i32 %47
  %indvars.iv.next70.1 = add nsw i64 %indvars.iv69, -2
  %48 = sext i32 %spec.select to i64
  %49 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv.next70.1, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %spec.select45 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [19 x [200001 x i32]], ptr @fa, i64 0, i64 %indvars.iv.next70.1, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %.not.1 = icmp eq i32 %50, %53
  %spec.select.1 = select i1 %.not.1, i32 %spec.select, i32 %50
  %spec.select45.1 = select i1 %.not.1, i32 %spec.select45, i32 %53
  %54 = icmp ugt i64 %indvars.iv.next70, 1
  br i1 %54, label %.lr.ph60, label %._crit_edge61.loopexit, !llvm.loop !12

55:                                               ; preds = %._crit_edge54, %._crit_edge61
  %.040 = phi i32 [ %41, %._crit_edge61 ], [ %.036.lcssa, %._crit_edge54 ]
  ret i32 %.040
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


; Effective O3 passes: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass