; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/Contest/Algorithm_Marathon_16/F.ll (Z7PolyExpiPiS_)

; 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"

@_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp = external hidden global [4194304 x i32], align 16

; 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 nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #1

; Function Attrs: inlinehint mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z3NTTiPib(i32 noundef, ptr noundef, i1 noundef zeroext) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z7PolyLogiPiS_(i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef) #3

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z7PolyExpiPiS_(i32 noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #3 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #4
  %10 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 0
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  store i32 2, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %12

12:                                               ; preds = %120, %3
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %14 = ashr i32 %13, 1
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp slt i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %123

17:                                               ; preds = %12
  %18 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %20 = ashr i32 %19, 1
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = shl i32 %23, 1
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = ashr i32 %25, 1
  %27 = sub nsw i32 %24, %26
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = mul i64 %28, 4
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 4 %22, i8 0, i64 %29, i1 false)
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %31 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z7PolyLogiPiS_(i32 noundef %30, ptr noundef %31, ptr noundef @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp)
  %32 = load i32, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, align 16, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %32, -1
  store i32 %33, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, align 16, !tbaa !5
  %34 = icmp slt i32 %33, 0
  br i1 %34, label %35, label %38

35:                                               ; preds = %17
  %36 = load i32, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, align 16, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 985661441
  store i32 %37, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, align 16, !tbaa !5
  br label %38

38:                                               ; preds = %35, %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #4
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %39

39:                                               ; preds = %73, %38
  %40 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %42 = icmp slt i32 %40, %41
  br i1 %42, label %44, label %43

43:                                               ; preds = %39
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #4
  br label %76

44:                                               ; preds = %39
  %45 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = icmp slt i32 %45, %46
  br i1 %47, label %48, label %54

48:                                               ; preds = %44
  %49 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %49, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  br label %55

54:                                               ; preds = %44
  br label %55

55:                                               ; preds = %54, %48
  %56 = phi i32 [ %53, %48 ], [ 0, %54 ]
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = sub nsw i32 %56, %60
  %62 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %63
  store i32 %61, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %65 = icmp slt i32 %61, 0
  br i1 %65, label %66, label %72

66:                                               ; preds = %55
  %67 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 985661441
  store i32 %71, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  br label %72

72:                                               ; preds = %66, %55
  br label %73

73:                                               ; preds = %72
  %74 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %39, !llvm.loop !11

76:                                               ; preds = %43
  %77 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = mul i64 %81, 4
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 4 %79, i8 0, i64 %82, i1 false)
  %83 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %84 = shl i32 %83, 1
  call void @_Z3NTTiPib(i32 noundef %84, ptr noundef @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i1 noundef zeroext false)
  %85 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %86 = shl i32 %85, 1
  %87 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z3NTTiPib(i32 noundef %86, ptr noundef %87, i1 noundef zeroext false)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #4
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %88

88:                                               ; preds = %113, %76
  %89 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %91 = shl i32 %90, 1
  %92 = icmp slt i32 %89, %91
  br i1 %92, label %94, label %93

93:                                               ; preds = %88
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #4
  br label %116

94:                                               ; preds = %88
  %95 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %96 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds i32, ptr %95, i64 %97
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !5
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %102
  %104 = load i32, ptr %103, align 4, !tbaa !5
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = mul nsw i64 %100, %105
  %107 = srem i64 %106, 985661441
  %108 = trunc i64 %107 to i32
  %109 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %110 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds i32, ptr %109, i64 %111
  store i32 %108, ptr %112, align 4, !tbaa !5
  br label %113

113:                                              ; preds = %94
  %114 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  store i32 %115, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %88, !llvm.loop !13

116:                                              ; preds = %93
  %117 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %118 = shl i32 %117, 1
  %119 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z3NTTiPib(i32 noundef %118, ptr noundef %119, i1 noundef zeroext true)
  br label %120

120:                                              ; preds = %116
  %121 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %122 = shl i32 %121, 1
  store i32 %122, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %12, !llvm.loop !14

123:                                              ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #4
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #2 = { inlinehint 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" }
attributes #3 = { 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" }
attributes #4 = { 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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


; 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"

@_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp = external hidden global [4194304 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #0

; Function Attrs: inlinehint mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z3NTTiPib(i32 noundef, ptr noundef, i1 noundef zeroext) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z7PolyLogiPiS_(i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z7PolyExpiPiS_(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr noundef %2) local_unnamed_addr #2 {
  store i32 1, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %4 = icmp sgt i32 %0, 1
  br i1 %4, label %.lr.ph50.preheader, label %._crit_edge51

.lr.ph50.preheader:                               ; preds = %3
  %5 = zext nneg i32 %0 to i64
  br label %.lr.ph50

.lr.ph50:                                         ; preds = %.lr.ph50.preheader, %._crit_edge47
  %6 = phi i32 [ %41, %._crit_edge47 ], [ 1, %.lr.ph50.preheader ]
  %.03548 = phi i32 [ %9, %._crit_edge47 ], [ 2, %.lr.ph50.preheader ]
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %7
  %9 = shl i32 %.03548, 1
  %10 = sub nsw i32 %9, %6
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = shl nsw i64 %11, 2
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 4 %8, i8 0, i64 %12, i1 false)
  tail call void @_Z7PolyLogiPiS_(i32 noundef %.03548, ptr noundef nonnull %2, ptr noundef nonnull @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp)
  %13 = load i32, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, align 16, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %13, 1
  %spec.select.v = select i1 %14, i32 985661440, i32 -1
  %spec.select = add nsw i32 %spec.select.v, %13
  store i32 %spec.select, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, align 16, !tbaa !5
  %15 = icmp sgt i32 %.03548, 0
  br i1 %15, label %.lr.ph.preheader.new, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph50
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %.03548 to i64
  br label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %34, %.lr.ph50
  %16 = sext i32 %.03548 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 %16
  %18 = shl nsw i64 %16, 2
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 8 %17, i8 0, i64 %18, i1 false)
  tail call void @_Z3NTTiPib(i32 noundef %9, ptr noundef nonnull @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i1 noundef zeroext false)
  tail call void @_Z3NTTiPib(i32 noundef %9, ptr noundef nonnull %2, i1 noundef zeroext false)
  %19 = icmp sgt i32 %9, 0
  br i1 %19, label %.lr.ph46.preheader, label %._crit_edge47

.lr.ph46.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %wide.trip.count56 = zext nneg i32 %9 to i64
  br label %.lr.ph46

.lr.ph:                                           ; preds = %34, %.lr.ph.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %34 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %34 ]
  %20 = icmp ult i64 %indvars.iv, %5
  br i1 %20, label %21, label %.lr.ph.1

21:                                               ; preds = %.lr.ph
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %21
  %24 = phi i32 [ %23, %21 ], [ 0, %.lr.ph ]
  %25 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %indvars.iv
  %26 = load i32, ptr %25, align 8, !tbaa !5
  %27 = sub nsw i32 %24, %26
  %28 = icmp slt i32 %27, 0
  %29 = add nsw i32 %27, 985661441
  %spec.select42 = select i1 %28, i32 %29, i32 %27
  store i32 %spec.select42, ptr %25, align 8, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %30 = icmp ult i64 %indvars.iv.next, %5
  br i1 %30, label %31, label %34

31:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv.next
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  br label %34

34:                                               ; preds = %31, %.lr.ph.1
  %35 = phi i32 [ %33, %31 ], [ 0, %.lr.ph.1 ]
  %36 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = sub nsw i32 %35, %37
  %39 = icmp slt i32 %38, 0
  %40 = add nsw i32 %38, 985661441
  %spec.select42.1 = select i1 %39, i32 %40, i32 %38
  store i32 %spec.select42.1, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %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.next.1, %wide.trip.count
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge47:                                    ; preds = %.lr.ph46, %._crit_edge
  tail call void @_Z3NTTiPib(i32 noundef %9, ptr noundef nonnull %2, i1 noundef zeroext true)
  %41 = ashr exact i32 %9, 1
  %42 = icmp slt i32 %41, %0
  br i1 %42, label %.lr.ph50, label %._crit_edge51, !llvm.loop !11

.lr.ph46:                                         ; preds = %.lr.ph46, %.lr.ph46.preheader
  %indvars.iv53 = phi i64 [ 0, %.lr.ph46.preheader ], [ %indvars.iv.next54.1, %.lr.ph46 ]
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv53
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %indvars.iv53
  %47 = load i32, ptr %46, align 8, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = mul nsw i64 %48, %45
  %50 = srem i64 %49, 985661441
  %51 = trunc nsw i64 %50 to i32
  store i32 %51, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next54 = or disjoint i64 %indvars.iv53, 1
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv.next54
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [4194304 x i32], ptr @_ZZ7PolyExpiPiS_E3tmp, i64 0, i64 %indvars.iv.next54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = mul nsw i64 %57, %54
  %59 = srem i64 %58, 985661441
  %60 = trunc nsw i64 %59 to i32
  store i32 %60, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next54.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv53, 2
  %exitcond57.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next54.1, %wide.trip.count56
  br i1 %exitcond57.not.1, label %._crit_edge47, label %.lr.ph46, !llvm.loop !12

._crit_edge51:                                    ; preds = %._crit_edge47, %3
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #1 = { inlinehint 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" }
attributes #2 = { 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 = !{!"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: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass