; LLVM IR from brpapa/algorithms :: solutions/uva/11718.ll (Z12fastPowerModxxi)

; 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: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z12fastPowerModxxi(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  store i64 %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %8 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %9 = icmp eq i64 %8, 0
  br i1 %9, label %10, label %11

10:                                               ; preds = %3
  store i64 1, ptr %4, align 8
  br label %54

11:                                               ; preds = %3
  %12 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %13 = icmp eq i64 %12, 1
  br i1 %13, label %14, label %19

14:                                               ; preds = %11
  %15 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = srem i64 %15, %17
  store i64 %18, ptr %4, align 8
  br label %54

19:                                               ; preds = %11
  %20 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %21 = srem i64 %20, 2
  %22 = icmp eq i64 %21, 0
  br i1 %22, label %23, label %34

23:                                               ; preds = %19
  %24 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %26 = mul nsw i64 %24, %25
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = srem i64 %26, %28
  %30 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %31 = sdiv i64 %30, 2
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %33 = call noundef i64 @_Z12fastPowerModxxi(i64 noundef %29, i64 noundef %31, i32 noundef %32)
  store i64 %33, ptr %4, align 8
  br label %54

34:                                               ; preds = %19
  %35 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = srem i64 %35, %37
  %39 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %41 = mul nsw i64 %39, %40
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = srem i64 %41, %43
  %45 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %46 = sub nsw i64 %45, 1
  %47 = sdiv i64 %46, 2
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %49 = call noundef i64 @_Z12fastPowerModxxi(i64 noundef %44, i64 noundef %47, i32 noundef %48)
  %50 = mul nsw i64 %38, %49
  %51 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = srem i64 %50, %52
  store i64 %53, ptr %4, align 8
  br label %54

54:                                               ; preds = %34, %23, %14, %10
  %55 = load i64, ptr %4, align 8
  ret i64 %55
}

attributes #0 = { mustprogress 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !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 nosync nounwind willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef range(i64 -2147483647, 2147483648) i64 @_Z12fastPowerModxxi(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sext i32 %2 to i64
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %8, %3
  %.tr = phi i64 [ %0, %3 ], [ %10, %8 ]
  %.tr20 = phi i64 [ %1, %3 ], [ %11, %8 ]
  switch i64 %.tr20, label %5 [
    i64 0, label %common.ret
    i64 1, label %common.ret.sink.split
  ]

5:                                                ; preds = %tailrecurse
  %6 = and i64 %.tr20, 1
  %7 = icmp eq i64 %6, 0
  br i1 %7, label %8, label %13

8:                                                ; preds = %5
  %9 = mul nsw i64 %.tr, %.tr
  %10 = srem i64 %9, %4
  %11 = ashr exact i64 %.tr20, 1
  br label %tailrecurse

common.ret.sink.split:                            ; preds = %tailrecurse, %13
  %.tr.lcssa32.sink = phi i64 [ %20, %13 ], [ %.tr, %tailrecurse ]
  %12 = srem i64 %.tr.lcssa32.sink, %4
  br label %common.ret

common.ret:                                       ; preds = %tailrecurse, %common.ret.sink.split
  %common.ret.op = phi i64 [ %12, %common.ret.sink.split ], [ 1, %tailrecurse ]
  ret i64 %common.ret.op

13:                                               ; preds = %5
  %14 = srem i64 %.tr, %4
  %15 = mul nsw i64 %.tr, %.tr
  %16 = srem i64 %15, %4
  %17 = add nsw i64 %.tr20, -1
  %18 = ashr exact i64 %17, 1
  %19 = tail call noundef i64 @_Z12fastPowerModxxi(i64 noundef %16, i64 noundef %18, i32 noundef %2)
  %20 = mul nsw i64 %19, %14
  br label %common.ret.sink.split
}

attributes #0 = { mustprogress nofree nosync nounwind willreturn memory(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)"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass