; LLVM IR from jingweizhanghuai/Morn :: src/math (morn_large_integer)

; 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"

%struct.MArray = type { i32, i16, %union.anon }
%union.anon = type { ptr }

; 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
define dso_local void @LIntDivInt(ptr noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #1 {
  %6 = alloca i128, align 16
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i128, align 16
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i128, align 16
  %13 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %6, i32 0, i32 0
  store i64 %1, ptr %13, align 16
  %14 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %6, i32 0, i32 1
  store i64 %2, ptr %14, align 8
  %15 = load i128, ptr %6, align 16, !tbaa !5
  store ptr %0, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store i128 %15, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store ptr %4, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %16 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %17 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %16, i32 0, i32 0
  %18 = load i32, ptr %17, align 8, !tbaa !11
  %19 = sub nsw i32 %18, 1
  store i32 %19, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %12) #2
  %20 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %21 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %20, i32 0, i32 2
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !16
  %23 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i64, ptr %22, i64 %24
  %26 = load i64, ptr %25, align 8, !tbaa !17
  %27 = zext i64 %26 to i128
  store i128 %27, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %28 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %29 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %30 = sdiv i128 %28, %29
  %31 = trunc i128 %30 to i64
  %32 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %33 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %32, i32 0, i32 2
  %34 = load ptr, ptr %33, align 8, !tbaa !16
  %35 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i64, ptr %34, i64 %36
  store i64 %31, ptr %37, align 8, !tbaa !17
  %38 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %39 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %40 = srem i128 %38, %39
  store i128 %40, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %41 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %42 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %41, i32 0, i32 2
  %43 = load ptr, ptr %42, align 8, !tbaa !16
  %44 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i64, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i64, ptr %46, align 8, !tbaa !17
  %48 = icmp eq i64 %47, 0
  br i1 %48, label %49, label %54

49:                                               ; preds = %5
  %50 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %51 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %50, i32 0, i32 0
  %52 = load i32, ptr %51, align 8, !tbaa !11
  %53 = sub nsw i32 %52, 1
  br label %58

54:                                               ; preds = %5
  %55 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %56 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %55, i32 0, i32 0
  %57 = load i32, ptr %56, align 8, !tbaa !11
  br label %58

58:                                               ; preds = %54, %49
  %59 = phi i32 [ %53, %49 ], [ %57, %54 ]
  %60 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %61 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %60, i32 0, i32 0
  store i32 %59, ptr %61, align 8, !tbaa !11
  %62 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %63 = sub nsw i32 %62, 1
  store i32 %63, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  br label %64

64:                                               ; preds = %92, %58
  %65 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %66 = icmp sge i32 %65, 2
  br i1 %66, label %67, label %95

67:                                               ; preds = %64
  %68 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %69 = shl i128 %68, 64
  %70 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %71 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %70, i32 0, i32 2
  %72 = load ptr, ptr %71, align 8, !tbaa !16
  %73 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i64, ptr %72, i64 %74
  %76 = load i64, ptr %75, align 8, !tbaa !17
  %77 = zext i64 %76 to i128
  %78 = add nsw i128 %69, %77
  store i128 %78, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %79 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %80 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %81 = sdiv i128 %79, %80
  %82 = trunc i128 %81 to i64
  %83 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %84 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %83, i32 0, i32 2
  %85 = load ptr, ptr %84, align 8, !tbaa !16
  %86 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds i64, ptr %85, i64 %87
  store i64 %82, ptr %88, align 8, !tbaa !17
  %89 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %90 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %91 = srem i128 %89, %90
  store i128 %91, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  br label %92

92:                                               ; preds = %67
  %93 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  %94 = add nsw i32 %93, -1
  store i32 %94, ptr %11, align 4, !tbaa !15
  br label %64, !llvm.loop !19

95:                                               ; preds = %64
  %96 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %97 = icmp ne ptr %96, null
  br i1 %97, label %98, label %101

98:                                               ; preds = %95
  %99 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %100 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i128 %99, ptr %100, align 16, !tbaa !5
  br label %101

101:                                              ; preds = %98, %95
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  ret void
}

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 = !{!"__int128", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !13, i64 0}
!12 = !{!"MArray", !13, i64 0, !14, i64 4, !7, i64 8}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = !{!"short", !7, i64 0}
!15 = !{!13, !13, i64 0}
!16 = !{!7, !7, i64 0}
!17 = !{!18, !18, i64 0}
!18 = !{!"long", !7, i64 0}
!19 = distinct !{!19, !20}
!20 = !{!"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"

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @LIntDivInt(ptr nocapture noundef readonly %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, ptr nocapture noundef %3, ptr noundef writeonly %4) local_unnamed_addr #0 {
  %.sroa.2.0.insert.ext = zext i64 %2 to i128
  %.sroa.2.0.insert.shift = shl nuw i128 %.sroa.2.0.insert.ext, 64
  %.sroa.0.0.insert.ext = zext i64 %1 to i128
  %.sroa.0.0.insert.insert = or disjoint i128 %.sroa.2.0.insert.shift, %.sroa.0.0.insert.ext
  %6 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %7 = add nsw i32 %6, -1
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %9 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %10 = sext i32 %7 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i64, ptr %9, i64 %10
  %12 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !12
  %13 = zext i64 %12 to i128
  %.frozen = freeze i128 %13
  %14 = sdiv i128 %.frozen, %.sroa.0.0.insert.insert
  %15 = trunc i128 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 8
  %17 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !11
  %18 = getelementptr inbounds i64, ptr %17, i64 %10
  store i64 %15, ptr %18, align 8, !tbaa !12
  %19 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !11
  %20 = getelementptr inbounds i64, ptr %19, i64 %10
  %21 = load i64, ptr %20, align 8, !tbaa !12
  %22 = icmp eq i64 %21, 0
  %spec.select = select i1 %22, i32 %7, i32 %6
  store i32 %spec.select, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %23 = mul i128 %14, %.sroa.0.0.insert.insert
  %.030.decomposed = sub i128 %.frozen, %23
  %24 = icmp sgt i32 %6, 3
  br i1 %24, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %5
  %25 = add nsw i32 %6, -2
  %26 = zext nneg i32 %25 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %26, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %.032 = phi i128 [ %.030.decomposed, %.lr.ph.preheader ], [ %.0.decomposed, %.lr.ph ]
  %27 = shl i128 %.032, 64
  %28 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %29 = getelementptr inbounds i64, ptr %28, i64 %indvars.iv
  %30 = load i64, ptr %29, align 8, !tbaa !12
  %31 = zext i64 %30 to i128
  %32 = or disjoint i128 %27, %31
  %.frozen39 = freeze i128 %32
  %33 = sdiv i128 %.frozen39, %.sroa.0.0.insert.insert
  %34 = trunc i128 %33 to i64
  %35 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !11
  %36 = getelementptr inbounds i64, ptr %35, i64 %indvars.iv
  store i64 %34, ptr %36, align 8, !tbaa !12
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %37 = mul i128 %33, %.sroa.0.0.insert.insert
  %.0.decomposed = sub i128 %.frozen39, %37
  %38 = icmp ugt i64 %indvars.iv, 2
  br i1 %38, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !14

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %5
  %.0.lcssa = phi i128 [ %.030.decomposed, %5 ], [ %.0.decomposed, %.lr.ph ]
  %.not = icmp eq ptr %4, null
  br i1 %.not, label %40, label %39

39:                                               ; preds = %._crit_edge
  store i128 %.0.lcssa, ptr %4, align 16, !tbaa !16
  br label %40

40:                                               ; preds = %39, %._crit_edge
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, 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, !7, i64 0}
!6 = !{!"MArray", !7, i64 0, !10, i64 4, !8, i64 8}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"short", !8, i64 0}
!11 = !{!8, !8, i64 0}
!12 = !{!13, !13, i64 0}
!13 = !{!"long", !8, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = !{!17, !17, i64 0}
!17 = !{!"__int128", !8, i64 0}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,DivRemPairsPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass