; LLVM IR from sunkafei/xcpc-algorithm-templates :: 算法/数学算法/递推式求解.ll (Z3mulPiS_S_)

; 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"

@tmp = external dso_local global [2100 x i32], align 16
@k = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z3mulPiS_S_(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #0 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %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 ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 16 @tmp, i8 0, i64 8400, i1 false)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %13

13:                                               ; preds = %58, %3
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !9
  %16 = icmp slt i32 %14, %15
  br i1 %16, label %18, label %17

17:                                               ; preds = %13
  store i32 2, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %61

18:                                               ; preds = %13
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %19

19:                                               ; preds = %54, %18
  %20 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp slt i32 %20, %21
  br i1 %22, label %24, label %23

23:                                               ; preds = %19
  store i32 5, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %57

24:                                               ; preds = %19
  %25 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !9
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = mul nsw i64 1, %30
  %32 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = mul nsw i64 %31, %37
  %39 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %40 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %41 = add nsw i32 %39, %40
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = add nsw i64 %38, %45
  %47 = srem i64 %46, 1000000007
  %48 = trunc i64 %47 to i32
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %51 = add nsw i32 %49, %50
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %52
  store i32 %48, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  br label %54

54:                                               ; preds = %24
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, 1
  store i32 %56, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %19, !llvm.loop !11

57:                                               ; preds = %23
  br label %58

58:                                               ; preds = %57
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %13, !llvm.loop !13

61:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %62 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !9
  %63 = mul nsw i32 2, %62
  %64 = sub nsw i32 %63, 2
  store i32 %64, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %65

65:                                               ; preds = %111, %61
  %66 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %67 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !9
  %68 = icmp sge i32 %66, %67
  br i1 %68, label %70, label %69

69:                                               ; preds = %65
  store i32 8, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %114

70:                                               ; preds = %65
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %71

71:                                               ; preds = %107, %70
  %72 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %73 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !9
  %74 = icmp slt i32 %72, %73
  br i1 %74, label %76, label %75

75:                                               ; preds = %71
  store i32 11, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  br label %110

76:                                               ; preds = %71
  %77 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = mul nsw i64 1, %81
  %83 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %85
  %87 = load i32, ptr %86, align 4, !tbaa !9
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = mul nsw i64 %82, %88
  %90 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %91 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %92 = sub nsw i32 %90, %91
  %93 = sub nsw i32 %92, 1
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %94
  %96 = load i32, ptr %95, align 4, !tbaa !9
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = add nsw i64 %89, %97
  %99 = srem i64 %98, 1000000007
  %100 = trunc i64 %99 to i32
  %101 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %103 = sub nsw i32 %101, %102
  %104 = sub nsw i32 %103, 1
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %105
  store i32 %100, ptr %106, align 4, !tbaa !9
  br label %107

107:                                              ; preds = %76
  %108 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %109 = add nsw i32 %108, 1
  store i32 %109, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %71, !llvm.loop !14

110:                                              ; preds = %75
  br label %111

111:                                              ; preds = %110
  %112 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %113 = add nsw i32 %112, -1
  store i32 %113, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %65, !llvm.loop !15

114:                                              ; preds = %69
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %115

115:                                              ; preds = %129, %114
  %116 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %117 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !9
  %118 = icmp slt i32 %116, %117
  br i1 %118, label %120, label %119

119:                                              ; preds = %115
  store i32 14, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  br label %132

120:                                              ; preds = %115
  %121 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %122 = sext i32 %121 to i64
  %123 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %122
  %124 = load i32, ptr %123, align 4, !tbaa !9
  %125 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %126 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %127 = sext i32 %126 to i64
  %128 = getelementptr inbounds i32, ptr %125, i64 %127
  store i32 %124, ptr %128, align 4, !tbaa !9
  br label %129

129:                                              ; preds = %120
  %130 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %131 = add nsw i32 %130, 1
  store i32 %131, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %115, !llvm.loop !16

132:                                              ; preds = %119
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

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 nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !12}
!16 = distinct !{!16, !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"

@tmp = external dso_local local_unnamed_addr global [2100 x i32], align 16
@k = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3mulPiS_S_(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr nocapture noundef readonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr noundef nonnull align 16 dereferenceable(8400) @tmp, i8 0, i64 8400, i1 false)
  %4 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp sgt i32 %4, 0
  br i1 %5, label %.preheader33.us.preheader, label %._crit_edge

.preheader33.us.preheader:                        ; preds = %3
  %wide.trip.count47 = zext nneg i32 %4 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count47, 1
  %6 = icmp eq i32 %4, 1
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count47, 2147483646
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br label %.preheader33.us

.preheader33.us:                                  ; preds = %.preheader33.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvars.iv44 = phi i64 [ 0, %.preheader33.us.preheader ], [ %indvars.iv.next45, %._crit_edge.us ]
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv44
  br i1 %6, label %._crit_edge.us.unr-lcssa, label %.preheader33.us.new

.preheader33.us.new:                              ; preds = %.preheader33.us, %.preheader33.us.new
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %.preheader33.us.new ], [ 0, %.preheader33.us ]
  %niter = phi i64 [ %niter.next.1, %.preheader33.us.new ], [ 0, %.preheader33.us ]
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = mul nsw i64 %12, %9
  %14 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, %indvars.iv44
  %15 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = add nsw i64 %13, %17
  %19 = srem i64 %18, 1000000007
  %20 = trunc nsw i64 %19 to i32
  store i32 %20, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %21 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv.next
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = mul nsw i64 %25, %22
  %27 = add nuw nsw i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv44
  %28 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = add nsw i64 %26, %30
  %32 = srem i64 %31, 1000000007
  %33 = trunc nsw i64 %32 to i32
  store i32 %33, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.us.unr-lcssa, label %.preheader33.us.new, !llvm.loop !9

._crit_edge.us.unr-lcssa:                         ; preds = %.preheader33.us.new, %.preheader33.us
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.preheader33.us ], [ %indvars.iv.next.1, %.preheader33.us.new ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.us, label %._crit_edge.us.epilog-lcssa

._crit_edge.us.epilog-lcssa:                      ; preds = %._crit_edge.us.unr-lcssa
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv.unr
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = mul nsw i64 %38, %35
  %40 = add nuw nsw i64 %indvars.iv.unr, %indvars.iv44
  %41 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = add nsw i64 %39, %43
  %45 = srem i64 %44, 1000000007
  %46 = trunc nsw i64 %45 to i32
  store i32 %46, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge.us

._crit_edge.us:                                   ; preds = %._crit_edge.us.unr-lcssa, %._crit_edge.us.epilog-lcssa
  %indvars.iv.next45 = add nuw nsw i64 %indvars.iv44, 1
  %exitcond48.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next45, %wide.trip.count47
  br i1 %exitcond48.not, label %._crit_edge36, label %.preheader33.us, !llvm.loop !11

._crit_edge36:                                    ; preds = %._crit_edge.us
  %47 = shl nuw nsw i32 %4, 1
  %48 = add nsw i32 %47, -2
  %.not38 = icmp slt i32 %48, %4
  br i1 %.not38, label %.preheader, label %.preheader32.lr.ph

.preheader32.lr.ph:                               ; preds = %._crit_edge36
  br i1 %5, label %.preheader32.us.preheader, label %._crit_edge

.preheader32.us.preheader:                        ; preds = %.preheader32.lr.ph
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = zext nneg i32 %4 to i64
  %wide.trip.count52 = zext nneg i32 %4 to i64
  br label %.preheader32.us

.preheader32.us:                                  ; preds = %.preheader32.us.preheader, %._crit_edge.us40
  %indvars.iv54 = phi i64 [ %49, %.preheader32.us.preheader ], [ %indvars.iv.next55, %._crit_edge.us40 ]
  %51 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv54
  br label %52

52:                                               ; preds = %.preheader32.us, %52
  %indvars.iv49 = phi i64 [ 0, %.preheader32.us ], [ %indvars.iv.next50, %52 ]
  %53 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv49
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = mul nsw i64 %57, %54
  %59 = xor i64 %indvars.iv49, -1
  %60 = add i64 %indvars.iv54, %59
  %sext = shl i64 %60, 32
  %61 = ashr exact i64 %sext, 32
  %62 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = add nsw i64 %58, %64
  %66 = srem i64 %65, 1000000007
  %67 = trunc nsw i64 %66 to i32
  store i32 %67, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next50 = add nuw nsw i64 %indvars.iv49, 1
  %exitcond53.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next50, %wide.trip.count52
  br i1 %exitcond53.not, label %._crit_edge.us40, label %52, !llvm.loop !12

._crit_edge.us40:                                 ; preds = %52
  %indvars.iv.next55 = add nsw i64 %indvars.iv54, -1
  %.not.us.not = icmp sgt i64 %indvars.iv54, %50
  br i1 %.not.us.not, label %.preheader32.us, label %.preheader, !llvm.loop !13

.preheader:                                       ; preds = %._crit_edge.us40, %._crit_edge36
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %3, %.preheader32.lr.ph, %.preheader
  ret void

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv57 = phi i64 [ %indvars.iv.next58, %.lr.ph ], [ 0, %.preheader ]
  %68 = getelementptr inbounds [2100 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv57
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv57
  store i32 %69, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next58 = add nuw nsw i64 %indvars.iv57, 1
  %71 = load i32, ptr @k, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = icmp slt i64 %indvars.iv.next58, %72
  br i1 %73, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !14
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, 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" }
attributes #1 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }

!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}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10}


; Effective O3 passes: ADCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass