; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: self_training/2015-02-09/O.ll (Z3phii)

; 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"

; 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 @_Z3phii(i32 noundef %0) #1 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  %6 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  store i32 %6, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  %7 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  store i32 %7, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 2, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %40, %1
  %9 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = mul nsw i64 %10, %12
  %14 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = icmp sle i64 %13, %15
  br i1 %16, label %18, label %17

17:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %43

18:                                               ; preds = %8
  %19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %21 = srem i32 %19, %20
  %22 = icmp eq i32 %21, 0
  br i1 %22, label %23, label %39

23:                                               ; preds = %18
  %24 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %26 = sdiv i32 %24, %25
  %27 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %28 = sub nsw i32 %27, %26
  store i32 %28, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %29

29:                                               ; preds = %34, %23
  %30 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %32 = srem i32 %30, %31
  %33 = icmp eq i32 %32, 0
  br i1 %33, label %34, label %38

34:                                               ; preds = %29
  %35 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %37 = sdiv i32 %36, %35
  store i32 %37, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %29, !llvm.loop !9

38:                                               ; preds = %29
  br label %39

39:                                               ; preds = %38, %18
  br label %40

40:                                               ; preds = %39
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !11

43:                                               ; preds = %17
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %45 = icmp sgt i32 %44, 1
  br i1 %45, label %46, label %52

46:                                               ; preds = %43
  %47 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %49 = sdiv i32 %47, %48
  %50 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %51 = sub nsw i32 %50, %49
  store i32 %51, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %52

52:                                               ; preds = %46, %43
  %53 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  ret i32 %53
}

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}


; 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"

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z3phii(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %.not25 = icmp slt i32 %0, 4
  br i1 %.not25, label %._crit_edge, label %.lr.ph29

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %1
  %.021.lcssa = phi i32 [ %0, %1 ], [ %.122, %.loopexit ]
  %.020.lcssa = phi i32 [ %0, %1 ], [ %.2, %.loopexit ]
  %2 = icmp sgt i32 %.020.lcssa, 1
  br i1 %2, label %13, label %16

.lr.ph29:                                         ; preds = %1, %.loopexit
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.loopexit ], [ 2, %1 ]
  %.02027 = phi i32 [ %.2, %.loopexit ], [ %0, %1 ]
  %.02126 = phi i32 [ %.122, %.loopexit ], [ %0, %1 ]
  %3 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %4 = srem i32 %.02027, %3
  %5 = icmp eq i32 %4, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.lr.ph29
  %6 = sdiv i32 %.02126, %3
  %7 = sub nsw i32 %.02126, %6
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %.124 = phi i32 [ %8, %.lr.ph ], [ %.02027, %.lr.ph.preheader ]
  %8 = sdiv i32 %.124, %3
  %9 = srem i32 %8, %3
  %10 = icmp eq i32 %9, 0
  br i1 %10, label %.lr.ph, label %.loopexit, !llvm.loop !5

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph29
  %.122 = phi i32 [ %.02126, %.lr.ph29 ], [ %7, %.lr.ph ]
  %.2 = phi i32 [ %.02027, %.lr.ph29 ], [ %8, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %11 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv.next
  %12 = sext i32 %.2 to i64
  %.not = icmp sgt i64 %11, %12
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph29, !llvm.loop !7

13:                                               ; preds = %._crit_edge
  %14 = sdiv i32 %.021.lcssa, %.020.lcssa
  %15 = sub nsw i32 %.021.lcssa, %14
  br label %16

16:                                               ; preds = %13, %._crit_edge
  %.223 = phi i32 [ %15, %13 ], [ %.021.lcssa, %._crit_edge ]
  ret i32 %.223
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}


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