; LLVM IR from tfhe/spqlios-arithmetic :: spqlios/q120 (q120_arithmetic_simple)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @q120_b_to_znx128_simple(i64 noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i128, align 16
  store i64 %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  %11 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  store ptr %11, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  store i64 0, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %12

12:                                               ; preds = %80, %3
  %13 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %14 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %15 = icmp ult i64 %13, %14
  br i1 %15, label %17, label %16

16:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  br label %85

17:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %10) #2
  store i128 0, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %18 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %19 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %20 = add i64 %19, 0
  %21 = getelementptr inbounds i64, ptr %18, i64 %20
  %22 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %23 = urem i64 %22, 1073479681
  %24 = mul i64 %23, 43599465
  %25 = urem i64 %24, 1073479681
  %26 = zext i64 %25 to i128
  %27 = mul nsw i128 %26, 1225586719297969586450464769
  %28 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %29 = add nsw i128 %28, %27
  store i128 %29, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %30 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %31 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %32 = add i64 %31, 1
  %33 = getelementptr inbounds i64, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i64, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  %35 = urem i64 %34, 1071513601
  %36 = mul i64 %35, 292938863
  %37 = urem i64 %36, 1071513601
  %38 = zext i64 %37 to i128
  %39 = mul nsw i128 %38, 1227835502267059823919628289
  %40 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %41 = add nsw i128 %40, %39
  store i128 %41, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %42 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %43 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %44 = add i64 %43, 2
  %45 = getelementptr inbounds i64, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i64, ptr %45, align 8, !tbaa !5
  %47 = urem i64 %46, 1070727169
  %48 = mul i64 %47, 594011630
  %49 = urem i64 %48, 1070727169
  %50 = zext i64 %49 to i128
  %51 = mul nsw i128 %50, 1228737327827926756951982081
  %52 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %53 = add nsw i128 %52, %51
  store i128 %53, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %54 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %55 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %56 = add i64 %55, 3
  %57 = getelementptr inbounds i64, ptr %54, i64 %56
  %58 = load i64, ptr %57, align 8, !tbaa !5
  %59 = urem i64 %58, 1068236801
  %60 = mul i64 %59, 140177212
  %61 = urem i64 %60, 1068236801
  %62 = zext i64 %61 to i128
  %63 = mul nsw i128 %62, 1231601868834905394361663489
  %64 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %65 = add nsw i128 %64, %63
  store i128 %65, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %66 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %67 = srem i128 %66, 1315642440469820935610546842527858689
  store i128 %67, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %68 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %69 = icmp sge i128 %68, 657821220234910467805273421263929345
  br i1 %69, label %70, label %73

70:                                               ; preds = %17
  %71 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  %72 = sub nsw i128 %71, 1315642440469820935610546842527858689
  br label %75

73:                                               ; preds = %17
  %74 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !11
  br label %75

75:                                               ; preds = %73, %70
  %76 = phi i128 [ %72, %70 ], [ %74, %73 ]
  %77 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %78 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %79 = getelementptr inbounds i128, ptr %77, i64 %78
  store i128 %76, ptr %79, align 16, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %10) #2
  br label %80

80:                                               ; preds = %75
  %81 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %82 = add i64 %81, 4
  store i64 %82, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %83 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %84 = add i64 %83, 1
  store i64 %84, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %12, !llvm.loop !13

85:                                               ; preds = %16
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 = !{!"long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"__int128", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"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"

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @q120_b_to_znx128_simple(i64 noundef %0, ptr nocapture noundef writeonly %1, ptr nocapture noundef readonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %.not = icmp eq i64 %0, 0
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %3
  ret void

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %.lr.ph
  %.024 = phi i64 [ %43, %.lr.ph ], [ 0, %3 ]
  %.02223 = phi i64 [ %44, %.lr.ph ], [ 0, %3 ]
  %4 = getelementptr inbounds i64, ptr %2, i64 %.024
  %5 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %6 = urem i64 %5, 1073479681
  %7 = mul nuw nsw i64 %6, 43599465
  %8 = urem i64 %7, 1073479681
  %9 = zext nneg i64 %8 to i128
  %10 = mul nuw nsw i128 %9, 1225586719297969586450464769
  %11 = or disjoint i64 %.024, 1
  %12 = getelementptr inbounds i64, ptr %2, i64 %11
  %13 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %14 = urem i64 %13, 1071513601
  %15 = mul nuw nsw i64 %14, 292938863
  %16 = urem i64 %15, 1071513601
  %17 = zext nneg i64 %16 to i128
  %18 = mul nuw nsw i128 %17, 1227835502267059823919628289
  %19 = add nuw nsw i128 %18, %10
  %20 = or disjoint i64 %.024, 2
  %21 = getelementptr inbounds i64, ptr %2, i64 %20
  %22 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %23 = urem i64 %22, 1070727169
  %24 = mul nuw nsw i64 %23, 594011630
  %25 = urem i64 %24, 1070727169
  %26 = zext nneg i64 %25 to i128
  %27 = mul nuw nsw i128 %26, 1228737327827926756951982081
  %28 = add nuw nsw i128 %19, %27
  %29 = or disjoint i64 %.024, 3
  %30 = getelementptr inbounds i64, ptr %2, i64 %29
  %31 = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !5
  %32 = urem i64 %31, 1068236801
  %33 = mul nuw nsw i64 %32, 140177212
  %34 = urem i64 %33, 1068236801
  %35 = zext nneg i64 %34 to i128
  %36 = mul nuw nsw i128 %35, 1231601868834905394361663489
  %37 = add nuw nsw i128 %28, %36
  %38 = urem i128 %37, 1315642440469820935610546842527858689
  %39 = icmp ugt i128 %38, 657821220234910467805273421263929344
  %40 = add nuw nsw i128 %38, -1315642440469820935610546842527858689
  %41 = select i1 %39, i128 %40, i128 %38
  %42 = getelementptr inbounds i128, ptr %1, i64 %.02223
  store i128 %41, ptr %42, align 16, !tbaa !9
  %43 = add i64 %.024, 4
  %44 = add nuw i64 %.02223, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %44, %0
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !11
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) 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 = !{!"long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"__int128", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass