; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: poj/3579.ll (Z3cnti)

; 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"

@n = external dso_local global i32, align 4
@x = external dso_local global [100010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z3cnti(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 i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  store i64 0, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %85, %1
  %9 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp slt i32 %9, %10
  br i1 %11, label %13, label %12

12:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %88

13:                                               ; preds = %8
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %14, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %15

15:                                               ; preds = %40, %13
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %41

19:                                               ; preds = %15
  %20 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %20, %21
  %23 = ashr i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = sub nsw i32 %28, %32
  %34 = icmp slt i32 %24, %33
  br i1 %34, label %35, label %38

35:                                               ; preds = %19
  %36 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %40

38:                                               ; preds = %19
  %39 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %39, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %40

40:                                               ; preds = %38, %35
  br label %15, !llvm.loop !11

41:                                               ; preds = %15
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %44 = sub nsw i32 %42, %43
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %47 = add nsw i64 %46, %45
  store i64 %47, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %48, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %50 = sub nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %51

51:                                               ; preds = %77, %41
  %52 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %54 = icmp slt i32 %52, %53
  br i1 %54, label %55, label %78

55:                                               ; preds = %51
  %56 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %56, %57
  %59 = add nsw i32 %58, 1
  %60 = ashr i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %70 = sub nsw i32 %65, %69
  %71 = icmp slt i32 %61, %70
  br i1 %71, label %72, label %75

72:                                               ; preds = %55
  %73 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %74 = sub nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %77

75:                                               ; preds = %55
  %76 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %76, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %77

77:                                               ; preds = %75, %72
  br label %51, !llvm.loop !13

78:                                               ; preds = %51
  %79 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %81 = sub nsw i32 %79, %80
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %84 = add nsw i64 %83, %82
  store i64 %84, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %85

85:                                               ; preds = %78
  %86 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !14

88:                                               ; preds = %12
  %89 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %90 = sdiv i64 %89, 2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  ret i64 %90
}

; 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 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"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


; 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"

@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@x = external dso_local local_unnamed_addr global [100010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef range(i64 -4611686018427387904, 4611686018427387904) i64 @_Z3cnti(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %3 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %3, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge45

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %1
  %4 = add nsw i32 %2, -1
  %5 = zext nneg i32 %4 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %2 to i64
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.lr.ph, %._crit_edge41
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.preheader.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %._crit_edge41 ]
  %.02943 = phi i64 [ 0, %.preheader.lr.ph ], [ %39, %._crit_edge41 ]
  %.not = icmp eq i64 %indvars.iv, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %6 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %indvars.iv
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %10

._crit_edge45.loopexit:                           ; preds = %._crit_edge41
  %9 = sdiv i64 %39, 2
  br label %._crit_edge45

._crit_edge45:                                    ; preds = %._crit_edge45.loopexit, %1
  %.029.lcssa = phi i64 [ 0, %1 ], [ %9, %._crit_edge45.loopexit ]
  ret i64 %.029.lcssa

10:                                               ; preds = %.lr.ph, %10
  %.03036 = phi i32 [ %8, %.lr.ph ], [ %.1, %10 ]
  %.03135 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %.132, %10 ]
  %11 = add nuw nsw i32 %.03036, %.03135
  %12 = lshr i32 %11, 1
  %13 = zext nneg i32 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %13
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = sub nsw i32 %7, %15
  %17 = icmp sgt i32 %16, %0
  %18 = add nuw nsw i32 %12, 1
  %.132 = select i1 %17, i32 %18, i32 %.03135
  %.1 = select i1 %17, i32 %.03036, i32 %12
  %19 = icmp slt i32 %.132, %.1
  br i1 %19, label %10, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %10, %.preheader
  %.pre-phi = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ %8, %10 ]
  %.031.lcssa = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ %.132, %10 ]
  %20 = sub nsw i32 %.pre-phi, %.031.lcssa
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = add nsw i64 %.02943, %21
  %23 = icmp ult i64 %indvars.iv, %5
  br i1 %23, label %.lr.ph40, label %._crit_edge41

.lr.ph40:                                         ; preds = %._crit_edge
  %24 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %indvars.iv
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %.lr.ph40, %26
  %.238 = phi i32 [ %4, %.lr.ph40 ], [ %.3, %26 ]
  %.23337 = phi i32 [ %.pre-phi, %.lr.ph40 ], [ %.334, %26 ]
  %27 = add i32 %.23337, 1
  %28 = add i32 %27, %.238
  %29 = ashr i32 %28, 1
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [100010 x i32], ptr @x, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = sub nsw i32 %32, %25
  %34 = icmp sgt i32 %33, %0
  %35 = add nsw i32 %29, -1
  %.334 = select i1 %34, i32 %.23337, i32 %29
  %.3 = select i1 %34, i32 %35, i32 %.238
  %36 = icmp slt i32 %.334, %.3
  br i1 %36, label %26, label %._crit_edge41, !llvm.loop !11

._crit_edge41:                                    ; preds = %26, %._crit_edge
  %.233.lcssa = phi i32 [ %.pre-phi, %._crit_edge ], [ %.334, %26 ]
  %37 = sub nsw i32 %.233.lcssa, %.pre-phi
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = add nsw i64 %22, %38
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge45.loopexit, label %.preheader, !llvm.loop !12
}

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: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass