; LLVM IR from abeaumont/competitive-programming :: codechef/feb18/broclk.ll (Z4multPA2_nS0_n)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z4multPA2_nS0_n(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3) #1 {
  %5 = alloca i128, align 16
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i128, align 16
  %9 = alloca i128, align 16
  %10 = alloca i128, align 16
  %11 = alloca i128, align 16
  %12 = alloca i128, align 16
  %13 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %5, i32 0, i32 0
  store i64 %2, ptr %13, align 16
  %14 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %5, i32 0, i32 1
  store i64 %3, ptr %14, align 8
  %15 = load i128, ptr %5, align 16, !tbaa !5
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store i128 %15, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %9) #2
  %16 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %17 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %16, i64 0
  %18 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %17, i64 0, i64 0
  %19 = load i128, ptr %18, align 16, !tbaa !5
  %20 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %21 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %20, i64 0
  %22 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %21, i64 0, i64 0
  %23 = load i128, ptr %22, align 16, !tbaa !5
  %24 = mul nsw i128 %19, %23
  %25 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %26 = srem i128 %24, %25
  %27 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %28 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %27, i64 0
  %29 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %28, i64 0, i64 1
  %30 = load i128, ptr %29, align 16, !tbaa !5
  %31 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %32 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %31, i64 1
  %33 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %32, i64 0, i64 0
  %34 = load i128, ptr %33, align 16, !tbaa !5
  %35 = mul nsw i128 %30, %34
  %36 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %37 = srem i128 %35, %36
  %38 = add nsw i128 %26, %37
  %39 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %40 = srem i128 %38, %39
  store i128 %40, ptr %9, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %10) #2
  %41 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %42 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %41, i64 0
  %43 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %42, i64 0, i64 0
  %44 = load i128, ptr %43, align 16, !tbaa !5
  %45 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %46 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %45, i64 0
  %47 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %46, i64 0, i64 1
  %48 = load i128, ptr %47, align 16, !tbaa !5
  %49 = mul nsw i128 %44, %48
  %50 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %51 = srem i128 %49, %50
  %52 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %53 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %52, i64 0
  %54 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %53, i64 0, i64 1
  %55 = load i128, ptr %54, align 16, !tbaa !5
  %56 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %57 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %56, i64 1
  %58 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %57, i64 0, i64 1
  %59 = load i128, ptr %58, align 16, !tbaa !5
  %60 = mul nsw i128 %55, %59
  %61 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %62 = srem i128 %60, %61
  %63 = add nsw i128 %51, %62
  %64 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %65 = srem i128 %63, %64
  store i128 %65, ptr %10, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %11) #2
  %66 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %67 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %66, i64 1
  %68 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %67, i64 0, i64 0
  %69 = load i128, ptr %68, align 16, !tbaa !5
  %70 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %71 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %70, i64 0
  %72 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %71, i64 0, i64 0
  %73 = load i128, ptr %72, align 16, !tbaa !5
  %74 = mul nsw i128 %69, %73
  %75 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %76 = srem i128 %74, %75
  %77 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %78 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %77, i64 1
  %79 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %78, i64 0, i64 1
  %80 = load i128, ptr %79, align 16, !tbaa !5
  %81 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %82 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %81, i64 1
  %83 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %82, i64 0, i64 0
  %84 = load i128, ptr %83, align 16, !tbaa !5
  %85 = mul nsw i128 %80, %84
  %86 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %87 = srem i128 %85, %86
  %88 = add nsw i128 %76, %87
  %89 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %90 = srem i128 %88, %89
  store i128 %90, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %12) #2
  %91 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %92 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %91, i64 1
  %93 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %92, i64 0, i64 0
  %94 = load i128, ptr %93, align 16, !tbaa !5
  %95 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %96 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %95, i64 0
  %97 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %96, i64 0, i64 1
  %98 = load i128, ptr %97, align 16, !tbaa !5
  %99 = mul nsw i128 %94, %98
  %100 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %101 = srem i128 %99, %100
  %102 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %103 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %102, i64 1
  %104 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %103, i64 0, i64 1
  %105 = load i128, ptr %104, align 16, !tbaa !5
  %106 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %107 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %106, i64 1
  %108 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %107, i64 0, i64 1
  %109 = load i128, ptr %108, align 16, !tbaa !5
  %110 = mul nsw i128 %105, %109
  %111 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %112 = srem i128 %110, %111
  %113 = add nsw i128 %101, %112
  %114 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %115 = srem i128 %113, %114
  store i128 %115, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %116 = load i128, ptr %9, align 16, !tbaa !5
  %117 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %118 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %117, i64 0
  %119 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %118, i64 0, i64 0
  store i128 %116, ptr %119, align 16, !tbaa !5
  %120 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !5
  %121 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %122 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %121, i64 0
  %123 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %122, i64 0, i64 1
  store i128 %120, ptr %123, align 16, !tbaa !5
  %124 = load i128, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  %125 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %126 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %125, i64 1
  %127 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %126, i64 0, i64 0
  store i128 %124, ptr %127, align 16, !tbaa !5
  %128 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %129 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %130 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %129, i64 1
  %131 = getelementptr inbounds [2 x i128], ptr %130, i64 0, i64 1
  store i128 %128, ptr %131, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %9) #2
  ret void
}

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


; 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z4multPA2_nS0_n(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.sroa.2.0.insert.ext = zext i64 %3 to i128
  %.sroa.2.0.insert.shift = shl nuw i128 %.sroa.2.0.insert.ext, 64
  %.sroa.0.0.insert.ext = zext i64 %2 to i128
  %.sroa.0.0.insert.insert = or disjoint i128 %.sroa.2.0.insert.shift, %.sroa.0.0.insert.ext
  %5 = load i128, ptr %0, align 16, !tbaa !5
  %6 = load i128, ptr %1, align 16, !tbaa !5
  %7 = mul nsw i128 %6, %5
  %8 = srem i128 %7, %.sroa.0.0.insert.insert
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %10 = load i128, ptr %9, align 16, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 32
  %12 = load i128, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  %13 = mul nsw i128 %12, %10
  %14 = srem i128 %13, %.sroa.0.0.insert.insert
  %15 = add nsw i128 %14, %8
  %16 = srem i128 %15, %.sroa.0.0.insert.insert
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 16
  %18 = load i128, ptr %17, align 16, !tbaa !5
  %19 = mul nsw i128 %18, %5
  %20 = srem i128 %19, %.sroa.0.0.insert.insert
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 48
  %22 = load i128, ptr %21, align 16, !tbaa !5
  %23 = mul nsw i128 %22, %10
  %24 = srem i128 %23, %.sroa.0.0.insert.insert
  %25 = add nsw i128 %24, %20
  %26 = srem i128 %25, %.sroa.0.0.insert.insert
  %27 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 32
  %28 = load i128, ptr %27, align 16, !tbaa !5
  %29 = mul nsw i128 %28, %6
  %30 = srem i128 %29, %.sroa.0.0.insert.insert
  %31 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 48
  %32 = load i128, ptr %31, align 16, !tbaa !5
  %33 = mul nsw i128 %32, %12
  %34 = srem i128 %33, %.sroa.0.0.insert.insert
  %35 = add nsw i128 %34, %30
  %36 = srem i128 %35, %.sroa.0.0.insert.insert
  %37 = mul nsw i128 %28, %18
  %38 = srem i128 %37, %.sroa.0.0.insert.insert
  %39 = mul nsw i128 %32, %22
  %40 = srem i128 %39, %.sroa.0.0.insert.insert
  %41 = add nsw i128 %40, %38
  %42 = srem i128 %41, %.sroa.0.0.insert.insert
  store i128 %16, ptr %0, align 16, !tbaa !5
  store i128 %26, ptr %9, align 16, !tbaa !5
  store i128 %36, ptr %27, align 16, !tbaa !5
  store i128 %42, ptr %31, align 16, !tbaa !5
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn 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 = !{!"__int128", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass