; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/2301.ll (Z4calciii)

; 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"

@smu = external dso_local global [50001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z4swapRiS_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4), ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4)) #0

; 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

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calciii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  store i64 0, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %10 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = sdiv i32 %11, %10
  store i32 %12, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %15 = sdiv i32 %14, %13
  store i32 %15, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp sgt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %20

19:                                               ; preds = %3
  call void @_Z4swapRiS_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %5)
  br label %20

20:                                               ; preds = %19, %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %21

21:                                               ; preds = %75, %20
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp sle i32 %22, %23
  br i1 %24, label %26, label %25

25:                                               ; preds = %21
  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

26:                                               ; preds = %21
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %30 = sdiv i32 %28, %29
  %31 = sdiv i32 %27, %30
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %35 = sdiv i32 %33, %34
  %36 = sdiv i32 %32, %35
  %37 = icmp slt i32 %31, %36
  br i1 %37, label %38, label %44

38:                                               ; preds = %26
  %39 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %42 = sdiv i32 %40, %41
  %43 = sdiv i32 %39, %42
  br label %50

44:                                               ; preds = %26
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %48 = sdiv i32 %46, %47
  %49 = sdiv i32 %45, %48
  br label %50

50:                                               ; preds = %44, %38
  %51 = phi i32 [ %43, %38 ], [ %49, %44 ]
  store i32 %51, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %54 = sdiv i32 %52, %53
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %58 = sdiv i32 %56, %57
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = mul nsw i64 %55, %59
  %61 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @smu, i64 0, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %66 = sub nsw i32 %65, 1
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @smu, i64 0, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %70 = sub nsw i32 %64, %69
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = mul nsw i64 %60, %71
  %73 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %74 = add nsw i64 %73, %72
  store i64 %74, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  br label %75

75:                                               ; preds = %50
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nsw i32 %76, 1
  store i32 %77, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %21, !llvm.loop !11

78:                                               ; preds = %25
  %79 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  ret i64 %79
}

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 = { 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"

@smu = external dso_local local_unnamed_addr global [50001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z4swapRiS_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4), ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4)) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z4calciii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = sdiv i32 %0, %2
  store i32 %6, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %7 = sdiv i32 %1, %2
  store i32 %7, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %8 = icmp sgt i32 %6, %7
  br i1 %8, label %9, label %10

9:                                                ; preds = %3
  call void @_Z4swapRiS_(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %4, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %5)
  %.pre = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %10

10:                                               ; preds = %9, %3
  %11 = phi i32 [ %.pre, %9 ], [ %6, %3 ]
  %.not18 = icmp slt i32 %11, 1
  br i1 %.not18, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %10
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %.pre21 = load i32, ptr @smu, align 16, !tbaa !5
  br label %13

._crit_edge:                                      ; preds = %13, %10
  %.0.lcssa = phi i64 [ 0, %10 ], [ %28, %13 ]
  ret i64 %.0.lcssa

13:                                               ; preds = %.lr.ph, %13
  %14 = phi i32 [ %.pre21, %.lr.ph ], [ %24, %13 ]
  %.020 = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %28, %13 ]
  %.01419 = phi i32 [ 1, %.lr.ph ], [ %29, %13 ]
  %15 = sdiv i32 %11, %.01419
  %16 = sdiv i32 %11, %15
  %17 = sdiv i32 %12, %.01419
  %18 = sdiv i32 %12, %17
  %. = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %16, i32 %18)
  %19 = sext i32 %15 to i64
  %20 = sext i32 %17 to i64
  %21 = mul nsw i64 %20, %19
  %22 = sext i32 %. to i64
  %23 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @smu, i64 0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = sub nsw i32 %24, %14
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = mul nsw i64 %21, %26
  %28 = add nsw i64 %27, %.020
  %29 = add nsw i32 %., 1
  %.not.not = icmp slt i32 %., %11
  br i1 %.not.not, label %13, label %._crit_edge, !llvm.loop !9
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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"}


; Effective O3 passes: BDCEPass,DSEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass