; LLVM IR from AdarshGaur/Competitive-Programming :: SPOJ/HC12 - Card Game.ll (Z4factix)

; 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 [10050 x i64], align 16
@invf = external dso_local global [10050 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z4factix(i32 noundef %0, i64 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  store i64 1, ptr getelementptr inbounds ([10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 1), align 8, !tbaa !9
  store i64 1, ptr @invf, align 16, !tbaa !9
  store i64 1, ptr @f, align 16, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %27, %2
  %9 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sle i32 %9, %10
  br i1 %11, label %13, label %12

12:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %30

13:                                               ; preds = %8
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %15 = sub nsw i32 %14, 1
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @f, i64 0, i64 %16
  %18 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = mul i64 %18, %20
  %22 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %23 = urem i64 %21, %22
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @f, i64 0, i64 %25
  store i64 %23, ptr %26, align 8, !tbaa !9
  br label %27

27:                                               ; preds = %13
  %28 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  store i32 %29, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !11

30:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  store i64 2, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %31

31:                                               ; preds = %53, %30
  %32 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %33 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = icmp slt i64 %32, %34
  br i1 %35, label %37, label %36

36:                                               ; preds = %31
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  br label %56

37:                                               ; preds = %31
  %38 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %39 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %40 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %41 = sdiv i64 %39, %40
  %42 = sub nsw i64 %38, %41
  %43 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %44 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %45 = srem i64 %43, %44
  %46 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %45
  %47 = load i64, ptr %46, align 8, !tbaa !9
  %48 = mul i64 %42, %47
  %49 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %50 = urem i64 %48, %49
  %51 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %52 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %51
  store i64 %50, ptr %52, align 8, !tbaa !9
  br label %53

53:                                               ; preds = %37
  %54 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %55 = add nsw i64 %54, 1
  store i64 %55, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  br label %31, !llvm.loop !13

56:                                               ; preds = %36
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  store i64 1, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  br label %57

57:                                               ; preds = %76, %56
  %58 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = icmp slt i64 %58, %60
  br i1 %61, label %63, label %62

62:                                               ; preds = %57
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  br label %79

63:                                               ; preds = %57
  %64 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %65 = sub nsw i64 %64, 1
  %66 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %65
  %67 = load i64, ptr %66, align 8, !tbaa !9
  %68 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %69 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %68
  %70 = load i64, ptr %69, align 8, !tbaa !9
  %71 = mul i64 %67, %70
  %72 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %73 = urem i64 %71, %72
  %74 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %75 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %74
  store i64 %73, ptr %75, align 8, !tbaa !9
  br label %76

76:                                               ; preds = %63
  %77 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %78 = add nsw i64 %77, 1
  store i64 %78, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  br label %57, !llvm.loop !14

79:                                               ; preds = %62
  ret void
}

; 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"

@f = external dso_local local_unnamed_addr global [10050 x i64], align 16
@invf = external dso_local local_unnamed_addr global [10050 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z4factix(i32 noundef %0, i64 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  store i64 1, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @invf, i64 8), align 8, !tbaa !5
  store i64 1, ptr @invf, align 16, !tbaa !5
  store i64 1, ptr @f, align 16, !tbaa !5
  %.not29 = icmp slt i32 %0, 1
  br i1 %.not29, label %._crit_edge, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %2
  %3 = zext nneg i32 %0 to i64
  %xtraiter = and i64 %3, 1
  %4 = icmp eq i32 %0, 1
  br i1 %4, label %.preheader28.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %3, 2147483646
  br label %.lr.ph

.preheader28.unr-lcssa:                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %15, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader28, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.preheader28.unr-lcssa
  %5 = mul i64 %.unr, %indvars.iv.unr
  %6 = urem i64 %5, %1
  %7 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv.unr
  store i64 %6, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %.preheader28

.preheader28:                                     ; preds = %.preheader28.unr-lcssa, %.lr.ph.epil
  %8 = zext nneg i32 %0 to i64
  %9 = icmp sgt i32 %0, 2
  br i1 %9, label %.lr.ph32, label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %10 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader.new ], [ %15, %.lr.ph ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %.lr.ph ]
  %11 = mul i64 %10, %indvars.iv
  %12 = urem i64 %11, %1
  %13 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i64 %12, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %14 = mul i64 %12, %indvars.iv.next
  %15 = urem i64 %14, %1
  %16 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  store i64 %15, ptr %16, align 8, !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 %.preheader28.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph32, %.preheader28
  %.not = icmp eq i32 %0, 1
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph34.preheader

.lr.ph34.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %17 = add nsw i64 %8, -1
  %xtraiter38 = and i64 %17, 1
  %18 = icmp eq i32 %0, 2
  br i1 %18, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph34.preheader.new

.lr.ph34.preheader.new:                           ; preds = %.lr.ph34.preheader
  %unroll_iter41 = and i64 %17, -2
  br label %.lr.ph34

.lr.ph32:                                         ; preds = %.preheader28, %.lr.ph32
  %.02431 = phi i64 [ %27, %.lr.ph32 ], [ 2, %.preheader28 ]
  %19 = sdiv i64 %1, %.02431
  %20 = sub nsw i64 %1, %19
  %21 = srem i64 %1, %.02431
  %22 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %21
  %23 = load i64, ptr %22, align 8, !tbaa !5
  %24 = mul i64 %23, %20
  %25 = urem i64 %24, %1
  %26 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %.02431
  store i64 %25, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  %27 = add nuw nsw i64 %.02431, 1
  %exitcond36.not = icmp eq i64 %27, %8
  br i1 %exitcond36.not, label %.preheader, label %.lr.ph32, !llvm.loop !11

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %.lr.ph34, %.lr.ph34.preheader
  %.unr39 = phi i64 [ 1, %.lr.ph34.preheader ], [ %41, %.lr.ph34 ]
  %.033.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph34.preheader ], [ %42, %.lr.ph34 ]
  %lcmp.mod40.not = icmp eq i64 %xtraiter38, 0
  br i1 %lcmp.mod40.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph34.epil

.lr.ph34.epil:                                    ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %28 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %.033.unr
  %29 = load i64, ptr %28, align 8, !tbaa !5
  %30 = mul i64 %29, %.unr39
  %31 = urem i64 %30, %1
  store i64 %31, ptr %28, align 8, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph34.epil, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %2, %.preheader
  ret void

.lr.ph34:                                         ; preds = %.lr.ph34, %.lr.ph34.preheader.new
  %32 = phi i64 [ 1, %.lr.ph34.preheader.new ], [ %41, %.lr.ph34 ]
  %.033 = phi i64 [ 1, %.lr.ph34.preheader.new ], [ %42, %.lr.ph34 ]
  %niter42 = phi i64 [ 0, %.lr.ph34.preheader.new ], [ %niter42.next.1, %.lr.ph34 ]
  %33 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %.033
  %34 = load i64, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  %35 = mul i64 %34, %32
  %36 = urem i64 %35, %1
  store i64 %36, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  %37 = add nuw nsw i64 %.033, 1
  %38 = getelementptr inbounds [10050 x i64], ptr @invf, i64 0, i64 %37
  %39 = load i64, ptr %38, align 8, !tbaa !5
  %40 = mul i64 %39, %36
  %41 = urem i64 %40, %1
  store i64 %41, ptr %38, align 8, !tbaa !5
  %42 = add nuw nsw i64 %.033, 2
  %niter42.next.1 = add i64 %niter42, 2
  %niter42.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter42.next.1, %unroll_iter41
  br i1 %niter42.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph34, !llvm.loop !12
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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 = !{!"long long", !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: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass