; LLVM IR from abeaumont/competitive-programming :: codeforces/0869/c.ll (Z8binomialxxx)

; 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"

@p = external dso_local global [5001 x i64], align 16
@invp = external dso_local global [5001 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z8binomialxxx(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %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
  store i64 %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  store i64 1, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %12

12:                                               ; preds = %61, %3
  %13 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %14 = icmp ne i64 %13, 0
  br i1 %14, label %18, label %15

15:                                               ; preds = %12
  %16 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %17 = icmp ne i64 %16, 0
  br label %18

18:                                               ; preds = %15, %12
  %19 = phi i1 [ true, %12 ], [ %17, %15 ]
  br i1 %19, label %20, label %62

20:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  %21 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %23 = srem i64 %21, %22
  store i64 %23, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %24 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %26 = srem i64 %24, %25
  store i64 %26, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %29 = icmp slt i64 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %31

30:                                               ; preds = %20
  store i64 0, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %59

31:                                               ; preds = %20
  %32 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds [5001 x i64], ptr @p, i64 0, i64 %33
  %35 = load i64, ptr %34, align 8, !tbaa !5
  %36 = mul nsw i64 %32, %35
  %37 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %38 = srem i64 %36, %37
  %39 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds [5001 x i64], ptr @invp, i64 0, i64 %39
  %41 = load i64, ptr %40, align 8, !tbaa !5
  %42 = mul nsw i64 %38, %41
  %43 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %44 = srem i64 %42, %43
  %45 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %47 = sub nsw i64 %45, %46
  %48 = getelementptr inbounds [5001 x i64], ptr @invp, i64 0, i64 %47
  %49 = load i64, ptr %48, align 8, !tbaa !5
  %50 = mul nsw i64 %44, %49
  %51 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %52 = srem i64 %50, %51
  store i64 %52, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %55 = sdiv i64 %54, %53
  store i64 %55, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %58 = sdiv i64 %57, %56
  store i64 %58, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %11, align 4
  br label %59

59:                                               ; preds = %31, %30
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  %60 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %60, label %64 [
    i32 0, label %61
  ]

61:                                               ; preds = %59
  br label %12, !llvm.loop !9

62:                                               ; preds = %18
  %63 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i64 %63, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %64

64:                                               ; preds = %62, %59
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %65 = load i64, ptr %4, align 8
  ret i64 %65
}

; 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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"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"

@p = external dso_local local_unnamed_addr global [5001 x i64], align 16
@invp = external dso_local local_unnamed_addr global [5001 x i64], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z8binomialxxx(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = or i64 %0, %1
  %.not40 = icmp eq i64 %4, 0
  br i1 %.not40, label %.thread, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %9
  %.02437 = phi i64 [ %6, %9 ], [ %0, %3 ]
  %.02636 = phi i64 [ %22, %9 ], [ 1, %3 ]
  %.02835 = phi i64 [ %8, %9 ], [ %1, %3 ]
  %5 = srem i64 %.02437, %2
  %6 = sdiv i64 %.02437, %2
  %7 = srem i64 %.02835, %2
  %8 = sdiv i64 %.02835, %2
  %.not = icmp slt i64 %5, %7
  br i1 %.not, label %.thread, label %9

9:                                                ; preds = %.lr.ph
  %10 = getelementptr inbounds [5001 x i64], ptr @p, i64 0, i64 %5
  %11 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %12 = mul nsw i64 %11, %.02636
  %13 = srem i64 %12, %2
  %14 = getelementptr inbounds [5001 x i64], ptr @invp, i64 0, i64 %7
  %15 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %16 = mul nsw i64 %15, %13
  %17 = srem i64 %16, %2
  %18 = sub nsw i64 %5, %7
  %19 = getelementptr inbounds [5001 x i64], ptr @invp, i64 0, i64 %18
  %20 = load i64, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  %21 = mul nsw i64 %20, %17
  %22 = srem i64 %21, %2
  %23 = or i64 %6, %8
  %.not41 = icmp eq i64 %23, 0
  br i1 %.not41, label %.thread, label %.lr.ph

.thread:                                          ; preds = %9, %.lr.ph, %3
  %.2 = phi i64 [ 1, %3 ], [ 0, %.lr.ph ], [ %22, %9 ]
  ret i64 %.2
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(read, 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"}


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