; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: zoj/3557.ll (Z1Cii)

; 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"

@p = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z3invi(i32 noundef) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z1Cii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %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
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp slt i32 %9, %10
  br i1 %11, label %12, label %13

12:                                               ; preds = %2
  store i32 0, ptr %3, align 4
  br label %94

13:                                               ; preds = %2
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %17 = sub nsw i32 %15, %16
  %18 = icmp sgt i32 %14, %17
  br i1 %18, label %19, label %25

19:                                               ; preds = %13
  %20 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %23 = sub nsw i32 %21, %22
  %24 = call noundef i32 @_Z1Cii(i32 noundef %20, i32 noundef %23)
  store i32 %24, ptr %3, align 4
  br label %94

25:                                               ; preds = %13
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp sge i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %51

29:                                               ; preds = %25
  %30 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %32 = srem i32 %30, %31
  %33 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %35 = srem i32 %33, %34
  %36 = call noundef i32 @_Z1Cii(i32 noundef %32, i32 noundef %35)
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %40 = sdiv i32 %38, %39
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %43 = sdiv i32 %41, %42
  %44 = call noundef i32 @_Z1Cii(i32 noundef %40, i32 noundef %43)
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = mul nsw i64 %37, %45
  %47 = load i32, ptr @p, 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 %3, align 4
  br label %94

51:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 1, 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 %52

52:                                               ; preds = %69, %51
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %55 = icmp slt i32 %53, %54
  br i1 %55, label %57, label %56

56:                                               ; preds = %52
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %72

57:                                               ; preds = %52
  %58 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %62 = sub nsw i32 %60, %61
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = mul nsw i64 %59, %63
  %65 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = srem i64 %64, %66
  %68 = trunc i64 %67 to i32
  store i32 %68, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %69

69:                                               ; preds = %57
  %70 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %52, !llvm.loop !9

72:                                               ; preds = %56
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %73

73:                                               ; preds = %89, %72
  %74 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %76 = icmp sle i32 %74, %75
  br i1 %76, label %78, label %77

77:                                               ; preds = %73
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %92

78:                                               ; preds = %73
  %79 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %82 = call noundef i32 @_Z3invi(i32 noundef %81)
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = mul nsw i64 %80, %83
  %85 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = srem i64 %84, %86
  %88 = trunc i64 %87 to i32
  store i32 %88, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %89

89:                                               ; preds = %78
  %90 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %91 = add nsw i32 %90, 1
  store i32 %91, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %73, !llvm.loop !11

92:                                               ; preds = %77
  %93 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %93, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %94

94:                                               ; preds = %92, %29, %19, %12
  %95 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %95
}

; 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 = 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"

@p = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z3invi(i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef range(i32 -2147483647, -2147483648) i32 @_Z1Cii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %4, %2
  %.tr34 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %5, %4 ]
  %3 = icmp sgt i32 %.tr34, %0
  br i1 %3, label %common.ret64, label %4

4:                                                ; preds = %tailrecurse
  %5 = sub nsw i32 %0, %.tr34
  %6 = icmp slt i32 %5, %.tr34
  br i1 %6, label %tailrecurse, label %7

7:                                                ; preds = %4
  %8 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp sgt i32 %8, %0
  br i1 %.not, label %.preheader35, label %14

.preheader35:                                     ; preds = %7
  %9 = icmp sgt i32 %.tr34, 0
  br i1 %9, label %.lr.ph, label %common.ret64

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader35
  %10 = sext i32 %8 to i64
  %11 = sext i32 %0 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %.tr34 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %12 = icmp eq i32 %.tr34, 1
  br i1 %12, label %.preheader.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483646
  br label %33

common.ret.loopexit:                              ; preds = %.lr.ph43
  %13 = trunc nsw i64 %46 to i32
  br label %common.ret64

common.ret64:                                     ; preds = %.preheader, %.preheader35, %common.ret.loopexit, %tailrecurse, %14
  %common.ret64.op = phi i32 [ %28, %14 ], [ %32, %.preheader ], [ 1, %.preheader35 ], [ %13, %common.ret.loopexit ], [ 0, %tailrecurse ]
  ret i32 %common.ret64.op

14:                                               ; preds = %7
  %15 = srem i32 %0, %8
  %16 = srem i32 %.tr34, %8
  %17 = tail call noundef i32 @_Z1Cii(i32 noundef %15, i32 noundef %16)
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %20 = sdiv i32 %0, %19
  %21 = sdiv i32 %.tr34, %19
  %22 = tail call noundef i32 @_Z1Cii(i32 noundef %20, i32 noundef %21)
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = mul nsw i64 %23, %18
  %25 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = srem i64 %24, %26
  %28 = trunc nsw i64 %27 to i32
  br label %common.ret64

.preheader.unr-lcssa:                             ; preds = %33, %.lr.ph
  %.lcssa58.ph = phi i64 [ poison, %.lr.ph ], [ %39, %33 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %33 ]
  %.02738.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph ], [ %39, %33 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader, label %.preheader.epilog-lcssa

.preheader.epilog-lcssa:                          ; preds = %.preheader.unr-lcssa
  %29 = sub nsw i64 %11, %indvars.iv.unr
  %30 = mul nsw i64 %.02738.unr, %29
  %31 = srem i64 %30, %10
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.unr-lcssa, %.preheader.epilog-lcssa
  %.lcssa58 = phi i64 [ %.lcssa58.ph, %.preheader.unr-lcssa ], [ %31, %.preheader.epilog-lcssa ]
  %32 = trunc nsw i64 %.lcssa58 to i32
  %.not3340 = icmp eq i32 %.tr34, 1
  br i1 %.not3340, label %common.ret64, label %.lr.ph43

33:                                               ; preds = %33, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %33 ]
  %.02738 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.new ], [ %39, %33 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %33 ]
  %34 = sub nsw i64 %11, %indvars.iv
  %35 = mul nsw i64 %.02738, %34
  %36 = srem i64 %35, %10
  %indvars.iv.next.neg = xor i64 %indvars.iv, -1
  %37 = add i64 %indvars.iv.next.neg, %11
  %38 = mul nsw i64 %36, %37
  %39 = srem i64 %38, %10
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.preheader.unr-lcssa, label %33, !llvm.loop !9

.lr.ph43:                                         ; preds = %.preheader, %.lr.ph43
  %.042 = phi i32 [ %47, %.lr.ph43 ], [ 2, %.preheader ]
  %.141 = phi i64 [ %46, %.lr.ph43 ], [ %.lcssa58, %.preheader ]
  %sext = shl i64 %.141, 32
  %40 = ashr exact i64 %sext, 32
  %41 = tail call noundef i32 @_Z3invi(i32 noundef %.042)
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = mul nsw i64 %40, %42
  %44 = load i32, ptr @p, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = srem i64 %43, %45
  %47 = add nuw i32 %.042, 1
  %exitcond49.not = icmp eq i32 %.042, %.tr34
  br i1 %exitcond49.not, label %common.ret.loopexit, label %.lr.ph43, !llvm.loop !11
}

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" }

!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}


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