; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/1079.ll (Z3dfsi)

; 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"

@f = external dso_local global [6291457 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %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
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds [6291457 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp ne i32 %16, -1
  br i1 %17, label %18, label %23

18:                                               ; preds = %1
  %19 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [6291457 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  store i32 %22, ptr %2, align 4
  br label %109

23:                                               ; preds = %1
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %24 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %25 = ashr i32 %24, 20
  store i32 %25, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %26 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %28 = shl i32 %27, 20
  %29 = xor i32 %26, %28
  store i32 %29, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp ne i32 %30, 0
  br i1 %31, label %33, label %32

32:                                               ; preds = %23
  store i32 1, ptr %2, align 4
  store i32 1, ptr %6, align 4
  br label %108

33:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  store i64 0, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %34

34:                                               ; preds = %96, %33
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp slt i32 %35, 5
  br i1 %36, label %38, label %37

37:                                               ; preds = %34
  store i32 2, ptr %6, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %101

38:                                               ; preds = %34
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %39 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %40 = and i32 %39, 15
  store i32 %40, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %41 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, 1
  %44 = icmp slt i32 %43, 5
  br i1 %44, label %45, label %50

45:                                               ; preds = %38
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %48 = add nsw i32 %47, 1
  %49 = icmp eq i32 %46, %48
  br label %50

50:                                               ; preds = %45, %38
  %51 = phi i1 [ false, %38 ], [ %49, %45 ]
  %52 = zext i1 %51 to i32
  %53 = sub nsw i32 %41, %52
  store i32 %53, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %55 = icmp sgt i32 %54, 0
  br i1 %55, label %56, label %94

56:                                               ; preds = %50
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %57 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %60 = xor i32 %58, %59
  %61 = shl i32 %60, 20
  %62 = xor i32 %57, %61
  %63 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %65 = sub nsw i32 %64, 1
  %66 = xor i32 %63, %65
  %67 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %68 = shl i32 %67, 2
  %69 = shl i32 %66, %68
  %70 = xor i32 %62, %69
  %71 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %72 = icmp ne i32 %71, 0
  br i1 %72, label %73, label %82

73:                                               ; preds = %56
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  %77 = xor i32 %74, %76
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %79 = sub nsw i32 %78, 1
  %80 = shl i32 %79, 2
  %81 = shl i32 %77, %80
  br label %83

82:                                               ; preds = %56
  br label %83

83:                                               ; preds = %82, %73
  %84 = phi i32 [ %81, %73 ], [ 0, %82 ]
  %85 = xor i32 %70, %84
  store i32 %85, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %89 = call noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %88)
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = mul nsw i64 %87, %90
  %92 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %93 = add nsw i64 %92, %91
  store i64 %93, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %94

94:                                               ; preds = %83, %50
  %95 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %95, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %96

96:                                               ; preds = %94
  %97 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %98 = add nsw i32 %97, 1
  store i32 %98, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %100 = ashr i32 %99, 4
  store i32 %100, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %34, !llvm.loop !11

101:                                              ; preds = %37
  %102 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %103 = srem i64 %102, 1000000007
  %104 = trunc i64 %103 to i32
  %105 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds [6291457 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %106
  store i32 %104, ptr %107, align 4, !tbaa !5
  store i32 %104, ptr %2, align 4
  store i32 1, ptr %6, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  br label %108

108:                                              ; preds = %101, %32
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %109

109:                                              ; preds = %108, %18
  %110 = load i32, ptr %2, align 4
  ret i32 %110
}

; 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"

@f = external dso_local local_unnamed_addr global [6291457 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = sext i32 %0 to i64
  %3 = getelementptr inbounds [6291457 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %2
  %4 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %4, -1
  br i1 %.not, label %5, label %109

5:                                                ; preds = %1
  %6 = ashr i32 %0, 20
  %7 = and i32 %0, 1048575
  %.not40 = icmp eq i32 %7, 0
  br i1 %.not40, label %109, label %.preheader.preheader

.preheader.preheader:                             ; preds = %5
  %8 = and i32 %0, 15
  %9 = icmp eq i32 %6, 1
  %.neg = sext i1 %9 to i32
  %10 = add nsw i32 %8, %.neg
  %11 = icmp sgt i32 %10, 0
  br i1 %11, label %12, label %.preheader.1

12:                                               ; preds = %.preheader.preheader
  %13 = and i32 %0, -1048576
  %14 = add nsw i32 %8, -1
  %15 = xor i32 %14, %13
  %16 = xor i32 %15, %8
  %17 = xor i32 %16, %0
  %18 = zext nneg i32 %10 to i64
  %19 = tail call noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %17)
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = mul nsw i64 %20, %18
  br label %.preheader.1

.preheader.1:                                     ; preds = %12, %.preheader.preheader
  %.136 = phi i64 [ %21, %12 ], [ 0, %.preheader.preheader ]
  %22 = lshr i32 %0, 4
  %23 = and i32 %22, 15
  %24 = icmp eq i32 %6, 2
  %.neg.1 = sext i1 %24 to i32
  %25 = add nsw i32 %23, %.neg.1
  %26 = icmp sgt i32 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %.preheader.2

27:                                               ; preds = %.preheader.1
  %28 = and i32 %0, -1048576
  %29 = add nuw nsw i32 %23, 268435455
  %30 = xor i32 %29, %23
  %31 = shl i32 %30, 4
  %32 = add nuw nsw i32 %8, 1
  %33 = xor i32 %32, %8
  %34 = or disjoint i32 %28, %33
  %35 = xor i32 %34, %31
  %36 = xor i32 %35, %0
  %37 = xor i32 %36, 1048576
  %38 = zext nneg i32 %25 to i64
  %39 = tail call noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %37)
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = mul nsw i64 %40, %38
  %42 = add nsw i64 %41, %.136
  br label %.preheader.2

.preheader.2:                                     ; preds = %27, %.preheader.1
  %.136.1 = phi i64 [ %42, %27 ], [ %.136, %.preheader.1 ]
  %43 = lshr i32 %0, 8
  %44 = and i32 %43, 15
  %45 = icmp eq i32 %6, 3
  %.neg.2 = sext i1 %45 to i32
  %46 = add nsw i32 %44, %.neg.2
  %47 = icmp sgt i32 %46, 0
  br i1 %47, label %48, label %.preheader.3

48:                                               ; preds = %.preheader.2
  %49 = and i32 %0, -1048576
  %50 = add nuw nsw i32 %44, 16777215
  %51 = xor i32 %50, %44
  %52 = shl i32 %51, 8
  %53 = add nuw nsw i32 %23, 1
  %54 = xor i32 %53, %23
  %55 = shl nuw nsw i32 %54, 4
  %56 = or disjoint i32 %49, %55
  %57 = xor i32 %56, %52
  %58 = xor i32 %57, %0
  %59 = xor i32 %58, 2097152
  %60 = zext nneg i32 %46 to i64
  %61 = tail call noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %59)
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = mul nsw i64 %62, %60
  %64 = add nsw i64 %63, %.136.1
  br label %.preheader.3

.preheader.3:                                     ; preds = %48, %.preheader.2
  %.136.2 = phi i64 [ %64, %48 ], [ %.136.1, %.preheader.2 ]
  %65 = lshr i32 %0, 12
  %66 = and i32 %65, 15
  %67 = icmp eq i32 %6, 4
  %.neg.3 = sext i1 %67 to i32
  %68 = add nsw i32 %66, %.neg.3
  %69 = icmp sgt i32 %68, 0
  br i1 %69, label %70, label %.preheader.4

70:                                               ; preds = %.preheader.3
  %71 = and i32 %0, -1048576
  %72 = add nuw nsw i32 %66, 1048575
  %73 = xor i32 %72, %66
  %74 = shl i32 %73, 12
  %75 = add nuw nsw i32 %44, 1
  %76 = xor i32 %75, %44
  %77 = shl nuw nsw i32 %76, 8
  %78 = or disjoint i32 %71, %77
  %79 = xor i32 %78, %74
  %80 = xor i32 %79, %0
  %81 = xor i32 %80, 3145728
  %82 = zext nneg i32 %68 to i64
  %83 = tail call noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %81)
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = mul nsw i64 %84, %82
  %86 = add nsw i64 %85, %.136.2
  br label %.preheader.4

.preheader.4:                                     ; preds = %70, %.preheader.3
  %.136.3 = phi i64 [ %86, %70 ], [ %.136.2, %.preheader.3 ]
  %87 = lshr i32 %0, 16
  %88 = and i32 %87, 15
  %.not46 = icmp eq i32 %88, 0
  br i1 %.not46, label %106, label %89

89:                                               ; preds = %.preheader.4
  %90 = and i32 %0, -1048576
  %91 = add nuw nsw i32 %88, 65535
  %92 = xor i32 %91, %88
  %93 = shl i32 %92, 16
  %94 = add nuw nsw i32 %66, 1
  %95 = xor i32 %94, %66
  %96 = shl nuw nsw i32 %95, 12
  %97 = or disjoint i32 %90, %96
  %98 = xor i32 %97, %93
  %99 = xor i32 %98, %0
  %100 = xor i32 %99, 4194304
  %101 = zext nneg i32 %88 to i64
  %102 = tail call noundef i32 @_Z3dfsi(i32 noundef %100)
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = mul nsw i64 %103, %101
  %105 = add nsw i64 %104, %.136.3
  br label %106

106:                                              ; preds = %89, %.preheader.4
  %.136.4 = phi i64 [ %105, %89 ], [ %.136.3, %.preheader.4 ]
  %107 = srem i64 %.136.4, 1000000007
  %108 = trunc nsw i64 %107 to i32
  store i32 %108, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %109

109:                                              ; preds = %106, %5, %1
  %.1 = phi i32 [ %4, %1 ], [ %108, %106 ], [ 1, %5 ]
  ret i32 %.1
}

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,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass