; LLVM IR from ahampriyanshu/algo-ds-101 :: Algorithms/Cryptography/Shamir_Cipher (Shamir_Cipher)

; 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
declare dso_local i32 @modInverse(i32 noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @join_shares(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %13

13:                                               ; preds = %78, %2
  %14 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %16 = icmp slt i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %81

17:                                               ; preds = %13
  store i64 1, ptr %6, align 8, !tbaa !11
  store i64 1, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %18

18:                                               ; preds = %53, %17
  %19 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %21 = icmp slt i32 %19, %20
  br i1 %21, label %22, label %56

22:                                               ; preds = %18
  %23 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp ne i32 %23, %24
  br i1 %25, label %26, label %52

26:                                               ; preds = %22
  %27 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %29 = mul nsw i32 %28, 2
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  store i64 %33, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %34 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %36 = mul nsw i32 %35, 2
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %34, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  store i64 %40, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %41 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !11
  %42 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %43 = sub nsw i64 0, %42
  %44 = mul nsw i64 %41, %43
  %45 = srem i64 %44, 256
  store i64 %45, ptr %6, align 8, !tbaa !11
  %46 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %47 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %48 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %49 = sub nsw i64 %47, %48
  %50 = mul nsw i64 %46, %49
  %51 = srem i64 %50, 256
  store i64 %51, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  br label %52

52:                                               ; preds = %26, %22
  br label %53

53:                                               ; preds = %52
  %54 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  store i32 %55, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %18, !llvm.loop !13

56:                                               ; preds = %18
  %57 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %59 = mul nsw i32 %58, 2
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %57, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !9
  %64 = sext i32 %63 to i64
  store i64 %64, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %65 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %68 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !11
  %69 = mul nsw i64 %67, %68
  %70 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %71 = trunc i64 %70 to i32
  %72 = call i32 @modInverse(i32 noundef %71)
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = mul nsw i64 %69, %73
  %75 = add nsw i64 %66, %74
  %76 = srem i64 %75, 256
  %77 = trunc i64 %76 to i32
  store i32 %77, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %78

78:                                               ; preds = %56
  %79 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %13, !llvm.loop !15

81:                                               ; preds = %13
  %82 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %82, 256
  %84 = srem i32 %83, 256
  store i32 %84, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %85 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret i32 %85
}

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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}


; 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: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @modInverse(i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local range(i32 0, 256) i32 @join_shares(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %3, label %.preheader.us.preheader, label %._crit_edge36

.preheader.us.preheader:                          ; preds = %2
  %wide.trip.count42 = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.preheader.us

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.us.preheader, %._crit_edge.us
  %indvars.iv39 = phi i64 [ 0, %.preheader.us.preheader ], [ %indvars.iv.next40, %._crit_edge.us ]
  %.02534.us = phi i64 [ 0, %.preheader.us.preheader ], [ %30, %._crit_edge.us ]
  %4 = shl nuw nsw i64 %indvars.iv39, 1
  %5 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %4
  br label %6

6:                                                ; preds = %.preheader.us, %19
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.preheader.us ], [ %indvars.iv.next, %19 ]
  %.02631.us = phi i64 [ 1, %.preheader.us ], [ %.1.us, %19 ]
  %.02730.us = phi i64 [ 1, %.preheader.us ], [ %.128.us, %19 ]
  %.not.us = icmp eq i64 %indvars.iv39, %indvars.iv
  br i1 %.not.us, label %19, label %7

7:                                                ; preds = %6
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %.idx = shl nsw i64 %indvars.iv, 3
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %.idx
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = mul nsw i64 %.02631.us, %12
  %14 = srem i64 %13, 256
  %15 = sub nsw i64 0, %14
  %16 = sub nsw i64 %9, %12
  %17 = mul nsw i64 %16, %.02730.us
  %18 = srem i64 %17, 256
  br label %19

19:                                               ; preds = %7, %6
  %.128.us = phi i64 [ %18, %7 ], [ %.02730.us, %6 ]
  %.1.us = phi i64 [ %15, %7 ], [ %.02631.us, %6 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count42
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge.us, label %6, !llvm.loop !9

._crit_edge.us:                                   ; preds = %19
  %20 = or disjoint i64 %4, 1
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = mul nsw i64 %.1.us, %23
  %25 = trunc nsw i64 %.128.us to i32
  %26 = tail call i32 @modInverse(i32 noundef %25)
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = mul nsw i64 %24, %27
  %29 = add nsw i64 %28, %.02534.us
  %30 = srem i64 %29, 256
  %indvars.iv.next40 = add nuw nsw i64 %indvars.iv39, 1
  %exitcond43.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next40, %wide.trip.count42
  br i1 %exitcond43.not, label %._crit_edge36.loopexit, label %.preheader.us, !llvm.loop !11

._crit_edge36.loopexit:                           ; preds = %._crit_edge.us
  %31 = trunc nsw i64 %30 to i32
  %32 = and i32 %31, 255
  br label %._crit_edge36

._crit_edge36:                                    ; preds = %._crit_edge36.loopexit, %2
  %.025.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %32, %._crit_edge36.loopexit ]
  ret i32 %.025.lcssa
}

attributes #0 = { 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" }

!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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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