; LLVM IR from ShahjalalShohag/code-library :: Basics/Binomial Coefficients.ll (Z4precv)

; 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"

@f = external dso_local global [1000009 x i32], align 16
@inv = external dso_local global [1000009 x i32], align 16
@finv = external dso_local global [1000009 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z4precv() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  store i32 1, ptr @f, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %1) #2
  store i32 1, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %4

4:                                                ; preds = %24, %0
  %5 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %6 = icmp slt i32 %5, 1000009
  br i1 %6, label %8, label %7

7:                                                ; preds = %4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %1) #2
  br label %27

8:                                                ; preds = %4
  %9 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = mul nsw i64 1, %10
  %12 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = mul nsw i64 %11, %17
  %19 = srem i64 %18, 1000000007
  %20 = trunc i64 %19 to i32
  %21 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %22
  store i32 %20, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  br label %24

24:                                               ; preds = %8
  %25 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  store i32 %26, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %4, !llvm.loop !9

27:                                               ; preds = %7
  store i32 1, ptr getelementptr inbounds ([1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 1), align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 2, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %28

28:                                               ; preds = %58, %27
  %29 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp slt i32 %29, 1000009
  br i1 %30, label %32, label %31

31:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  br label %61

32:                                               ; preds = %28
  %33 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = sdiv i64 1000000007, %34
  %36 = sub nsw i64 0, %35
  %37 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %38 = srem i32 1000000007, %37
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = mul nsw i64 %36, %42
  %44 = srem i64 %43, 1000000007
  %45 = trunc i64 %44 to i32
  %46 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %47
  store i32 %45, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %52, 1000000007
  %54 = srem i32 %53, 1000000007
  %55 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %56
  store i32 %54, ptr %57, align 4, !tbaa !5
  br label %58

58:                                               ; preds = %32
  %59 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %28, !llvm.loop !11

61:                                               ; preds = %31
  store i32 1, ptr @finv, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 1, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %62

62:                                               ; preds = %85, %61
  %63 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %64 = icmp slt i32 %63, 1000009
  br i1 %64, label %66, label %65

65:                                               ; preds = %62
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  br label %88

66:                                               ; preds = %62
  %67 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = mul nsw i64 1, %71
  %73 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %74 = sub nsw i32 %73, 1
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @finv, i64 0, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !5
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = mul nsw i64 %72, %78
  %80 = srem i64 %79, 1000000007
  %81 = trunc i64 %80 to i32
  %82 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @finv, i64 0, i64 %83
  store i32 %81, ptr %84, align 4, !tbaa !5
  br label %85

85:                                               ; preds = %66
  %86 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %62, !llvm.loop !12

88:                                               ; preds = %65
  ret void
}

; 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


; 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"

@f = external dso_local local_unnamed_addr global [1000009 x i32], align 16
@inv = external dso_local local_unnamed_addr global [1000009 x i32], align 16
@finv = external dso_local local_unnamed_addr global [1000009 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z4precv() local_unnamed_addr #0 {
  store i32 1, ptr @f, align 16, !tbaa !5
  br label %2

1:                                                ; preds = %2
  store i32 1, ptr getelementptr inbounds (i8, ptr @inv, i64 4), align 4, !tbaa !5
  br label %17

2:                                                ; preds = %2, %0
  %3 = phi i64 [ 1, %0 ], [ %13, %2 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %0 ], [ %indvars.iv.next.2, %2 ]
  %4 = mul nsw i64 %3, %indvars.iv
  %5 = srem i64 %4, 1000000007
  %6 = trunc nsw i64 %5 to i32
  %7 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %6, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %8 = mul nsw i64 %5, %indvars.iv.next
  %9 = srem i64 %8, 1000000007
  %10 = trunc nsw i64 %9 to i32
  %11 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  store i32 %10, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %12 = mul nsw i64 %9, %indvars.iv.next.1
  %13 = srem i64 %12, 1000000007
  %14 = trunc nsw i64 %13 to i32
  %15 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv.next.1
  store i32 %14, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.2 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 3
  %exitcond.not.2 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.2, 1000009
  br i1 %exitcond.not.2, label %1, label %2, !llvm.loop !9

16:                                               ; preds = %17
  store i32 1, ptr @finv, align 16, !tbaa !5
  br label %32

17:                                               ; preds = %1, %17
  %indvars.iv24 = phi i64 [ 2, %1 ], [ %indvars.iv.next25, %17 ]
  %18 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv24 to i32
  %19 = udiv i32 1000000007, %18
  %.zext = zext nneg i32 %19 to i64
  %20 = urem i32 1000000007, %18
  %21 = zext nneg i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = mul nsw i64 %24, %.zext
  %.fr = freeze i64 %25
  %26 = srem i64 %.fr, 1000000007
  %27 = trunc nsw i64 %26 to i32
  %28 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %indvars.iv24
  %29 = sub nsw i32 1000000007, %27
  %.urem = sub nsw i32 0, %27
  %.cmp = icmp ult i32 %29, 1000000007
  %30 = select i1 %.cmp, i32 %29, i32 %.urem
  store i32 %30, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next25 = add nuw nsw i64 %indvars.iv24, 1
  %exitcond27.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next25, 1000009
  br i1 %exitcond27.not, label %16, label %17, !llvm.loop !11

31:                                               ; preds = %32
  ret void

32:                                               ; preds = %32, %16
  %33 = phi i64 [ 1, %16 ], [ %45, %32 ]
  %indvars.iv28 = phi i64 [ 1, %16 ], [ %indvars.iv.next29.1, %32 ]
  %34 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %indvars.iv28
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = mul nsw i64 %33, %36
  %38 = srem i64 %37, 1000000007
  %39 = trunc nsw i64 %38 to i32
  %40 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @finv, i64 0, i64 %indvars.iv28
  store i32 %39, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next29 = add nuw nsw i64 %indvars.iv28, 1
  %41 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %indvars.iv.next29
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = mul nsw i64 %38, %43
  %45 = srem i64 %44, 1000000007
  %46 = trunc nsw i64 %45 to i32
  %47 = getelementptr inbounds [1000009 x i32], ptr @finv, i64 0, i64 %indvars.iv.next29
  store i32 %46, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next29.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv28, 2
  %exitcond31.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next29.1, 1000009
  br i1 %exitcond31.not.1, label %31, label %32, !llvm.loop !12
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


; Effective O3 passes: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LoopRotatePass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass