; 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 @LIntMulInt(ptr noundef %0, i64 noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i128, align 16
  %8 = alloca i128, align 16
  %9 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %7) #2
  store i128 0, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %8) #2
  %10 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %11 = zext i64 %10 to i128
  store i128 %11, ptr %8, align 16, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 2, ptr %9, align 4, !tbaa !13
  br label %12

12:                                               ; preds = %43, %3
  %13 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !13
  %14 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %14, i32 0, i32 0
  %16 = load i32, ptr %15, align 8, !tbaa !15
  %17 = icmp slt i32 %13, %16
  br i1 %17, label %19, label %18

18:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %46

19:                                               ; preds = %12
  %20 = load i128, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  %21 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %21, i32 0, i32 2
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !18
  %24 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !13
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i64, ptr %23, i64 %25
  %27 = load i64, ptr %26, align 8, !tbaa !9
  %28 = zext i64 %27 to i128
  %29 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !11
  %30 = mul i128 %28, %29
  %31 = add i128 %20, %30
  store i128 %31, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  %32 = load i128, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  %33 = and i128 %32, 18446744073709551615
  %34 = trunc i128 %33 to i64
  %35 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %35, i32 0, i32 2
  %37 = load ptr, ptr %36, align 8, !tbaa !18
  %38 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !13
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i64, ptr %37, i64 %39
  store i64 %34, ptr %40, align 8, !tbaa !9
  %41 = load i128, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  %42 = lshr i128 %41, 64
  store i128 %42, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  br label %43

43:                                               ; preds = %19
  %44 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !13
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %9, align 4, !tbaa !13
  br label %12, !llvm.loop !19

46:                                               ; preds = %18
  %47 = load i128, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  %48 = trunc i128 %47 to i64
  %49 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %50 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %49, i32 0, i32 2
  %51 = load ptr, ptr %50, align 8, !tbaa !18
  %52 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %53 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %52, i32 0, i32 0
  %54 = load i32, ptr %53, align 8, !tbaa !15
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i64, ptr %51, i64 %55
  store i64 %48, ptr %56, align 8, !tbaa !9
  %57 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %57, i32 0, i32 0
  %59 = load i32, ptr %58, align 8, !tbaa !15
  %60 = load i128, ptr %7, align 16, !tbaa !11
  %61 = icmp ne i128 %60, 0
  %62 = zext i1 %61 to i32
  %63 = add nsw i32 %59, %62
  %64 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %65 = getelementptr inbounds %struct.MArray, ptr %64, i32 0, i32 0
  store i32 %63, ptr %65, align 8, !tbaa !15
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %7) #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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"__int128", !7, i64 0}
!13 = !{!14, !14, i64 0}
!14 = !{!"int", !7, i64 0}
!15 = !{!16, !14, i64 0}
!16 = !{!"MArray", !14, i64 0, !17, i64 4, !7, i64 8}
!17 = !{!"short", !7, i64 0}
!18 = !{!7, !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 @LIntMulInt(ptr nocapture noundef readonly %0, i64 noundef %1, ptr nocapture noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = zext i64 %1 to i128
  %5 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %6 = icmp sgt i32 %5, 2
  br i1 %6, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %5 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %9 = icmp eq i32 %5, 3
  br i1 %9, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %10 = and i64 %wide.trip.count, 2147483646
  %11 = add nsw i64 %10, -4
  br label %30

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %30, %.lr.ph
  %.lcssa.ph = phi i128 [ poison, %.lr.ph ], [ %50, %30 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 2, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.1, %30 ]
  %.01719.unr = phi i128 [ 0, %.lr.ph ], [ %50, %30 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa

._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa:                ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %12 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %13 = getelementptr inbounds i64, ptr %12, i64 %indvars.iv.unr
  %14 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !12
  %15 = zext i64 %14 to i128
  %16 = mul nuw i128 %15, %4
  %17 = add nuw i128 %16, %.01719.unr
  %18 = trunc i128 %17 to i64
  %19 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %20 = getelementptr inbounds i64, ptr %19, i64 %indvars.iv.unr
  store i64 %18, ptr %20, align 8, !tbaa !12
  %21 = lshr i128 %17, 64
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %3
  %.017.lcssa = phi i128 [ 0, %3 ], [ %.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %21, %._crit_edge.loopexit.epilog-lcssa ]
  %22 = trunc nuw i128 %.017.lcssa to i64
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %2, i64 8
  %24 = load ptr, ptr %23, align 8, !tbaa !11
  %25 = sext i32 %5 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i64, ptr %24, i64 %25
  store i64 %22, ptr %26, align 8, !tbaa !12
  %27 = icmp ne i128 %.017.lcssa, 0
  %28 = zext i1 %27 to i32
  %29 = add nsw i32 %5, %28
  store i32 %29, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  ret void

30:                                               ; preds = %30, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 2, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.1, %30 ]
  %.01719 = phi i128 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %50, %30 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.1, %30 ]
  %31 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %32 = getelementptr inbounds i64, ptr %31, i64 %indvars.iv
  %33 = load i64, ptr %32, align 8, !tbaa !12
  %34 = zext i64 %33 to i128
  %35 = mul nuw i128 %34, %4
  %36 = add nuw i128 %35, %.01719
  %37 = trunc i128 %36 to i64
  %38 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %39 = getelementptr inbounds i64, ptr %38, i64 %indvars.iv
  store i64 %37, ptr %39, align 8, !tbaa !12
  %40 = lshr i128 %36, 64
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %41 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  %42 = getelementptr inbounds i64, ptr %41, i64 %indvars.iv.next
  %43 = load i64, ptr %42, align 8, !tbaa !12
  %44 = zext i64 %43 to i128
  %45 = mul nuw i128 %44, %4
  %46 = add nuw i128 %45, %40
  %47 = trunc i128 %46 to i64
  %48 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !11
  %49 = getelementptr inbounds i64, ptr %48, i64 %indvars.iv.next
  store i64 %47, ptr %49, align 8, !tbaa !12
  %50 = lshr i128 %46, 64
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter, %11
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %30, !llvm.loop !14
}

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"}


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