; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/1387.ll (Z7polyInviPiS_)

; 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"

@mod = external dso_local global i32, align 4
@_ZZ7polyInviPiS_E3tmp = external hidden global [65536 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 nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_invi(i32 noundef) #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z3NTTiPii(i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef) #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z7polyInviPiS_(i32 noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %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
  %10 = 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
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp eq i32 %11, 1
  br i1 %12, label %13, label %20

13:                                               ; preds = %3
  %14 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 0
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = call noundef i32 @_Z7mod_invi(i32 noundef %16)
  %18 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 0
  store i32 %17, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  br label %118

20:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #4
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #4
  %21 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %21, 1
  %23 = ashr i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %24

24:                                               ; preds = %30, %20
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %27 = shl i32 %26, 1
  %28 = icmp slt i32 %25, %27
  br i1 %28, label %29, label %33

29:                                               ; preds = %24
  br label %30

30:                                               ; preds = %29
  %31 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %32 = shl i32 %31, 1
  store i32 %32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %24, !llvm.loop !11

33:                                               ; preds = %24
  %34 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %35 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %36 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z7polyInviPiS_(i32 noundef %34, ptr noundef %35, ptr noundef %36)
  %37 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %43 = sub nsw i32 %41, %42
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = mul i64 %44, 4
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 4 %40, i8 0, i64 %45, i1 false)
  %46 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = mul i64 %48, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 16 @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, ptr align 4 %46, i64 %49, i1 false)
  %50 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %55 = sub nsw i32 %53, %54
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = mul i64 %56, 4
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 4 %52, i8 0, i64 %57, i1 false)
  %58 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z3NTTiPii(i32 noundef %58, ptr noundef @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, i32 noundef 0)
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %60 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z3NTTiPii(i32 noundef %59, ptr noundef %60, i32 noundef 0)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #4
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %61

61:                                               ; preds = %112, %33
  %62 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %64 = icmp slt i32 %62, %63
  br i1 %64, label %66, label %65

65:                                               ; preds = %61
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #4
  br label %115

66:                                               ; preds = %61
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #4
  %67 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [65536 x i32], ptr @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, i64 0, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %74
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = mul nsw i64 %71, %77
  %79 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = srem i64 %78, %80
  %82 = trunc i64 %81 to i32
  store i32 %82, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %84 = icmp slt i32 2, %83
  br i1 %84, label %85, label %90

85:                                               ; preds = %66
  %86 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %87 = sub nsw i32 2, %86
  %88 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %89 = add nsw i32 %87, %88
  br label %93

90:                                               ; preds = %66
  %91 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %92 = sub nsw i32 2, %91
  br label %93

93:                                               ; preds = %90, %85
  %94 = phi i32 [ %89, %85 ], [ %92, %90 ]
  store i32 %94, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %98 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds i32, ptr %97, i64 %99
  %101 = load i32, ptr %100, align 4, !tbaa !5
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = mul nsw i64 %96, %102
  %104 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = srem i64 %103, %105
  %107 = trunc i64 %106 to i32
  %108 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %109 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %110 = sext i32 %109 to i64
  %111 = getelementptr inbounds i32, ptr %108, i64 %110
  store i32 %107, ptr %111, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #4
  br label %112

112:                                              ; preds = %93
  %113 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %114 = add nsw i32 %113, 1
  store i32 %114, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %61, !llvm.loop !13

115:                                              ; preds = %65
  %116 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %117 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  call void @_Z3NTTiPii(i32 noundef %116, ptr noundef %117, i32 noundef 1)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #4
  br label %118

118:                                              ; preds = %115, %13
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #3

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #3 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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}


; 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"

@mod = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@_ZZ7polyInviPiS_E3tmp = external hidden global [65536 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_invi(i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local void @_Z3NTTiPii(i32 noundef, ptr noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z7polyInviPiS_(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp eq i32 %0, 1
  br i1 %4, label %5, label %8

5:                                                ; preds = %3
  %6 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %7 = tail call noundef i32 @_Z7mod_invi(i32 noundef %6)
  store i32 %7, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %45

8:                                                ; preds = %3
  %9 = add nsw i32 %0, 1
  %10 = shl i32 %0, 1
  br label %11

11:                                               ; preds = %11, %8
  %.037 = phi i32 [ 1, %8 ], [ %13, %11 ]
  %12 = icmp slt i32 %.037, %10
  %13 = shl i32 %.037, 1
  br i1 %12, label %11, label %14, !llvm.loop !9

14:                                               ; preds = %11
  %15 = ashr i32 %9, 1
  tail call void @_Z7polyInviPiS_(i32 noundef %15, ptr noundef %1, ptr noundef %2)
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %16
  %18 = sub nsw i32 %.037, %15
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = shl nsw i64 %19, 2
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 4 %17, i8 0, i64 %20, i1 false)
  %21 = sext i32 %0 to i64
  %22 = shl nsw i64 %21, 2
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr nonnull align 16 @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, ptr align 4 %1, i64 %22, i1 false)
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, i64 %21
  %24 = sub nsw i32 %.037, %0
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = shl nsw i64 %25, 2
  tail call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 4 %23, i8 0, i64 %26, i1 false)
  tail call void @_Z3NTTiPii(i32 noundef %.037, ptr noundef nonnull @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, i32 noundef 0)
  tail call void @_Z3NTTiPii(i32 noundef %.037, ptr noundef %2, i32 noundef 0)
  %27 = icmp sgt i32 %.037, 0
  br i1 %27, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %14
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %.037 to i64
  br label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %14
  tail call void @_Z3NTTiPii(i32 noundef %.037, ptr noundef %2, i32 noundef 1)
  br label %45

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %28 = getelementptr inbounds [65536 x i32], ptr @_ZZ7polyInviPiS_E3tmp, i64 0, i64 %indvars.iv
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = mul nsw i64 %33, %30
  %35 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = srem i64 %34, %36
  %38 = trunc nsw i64 %37 to i32
  %39 = icmp sgt i64 %37, 2
  %.p.v = select i1 %39, i32 %35, i32 0
  %reass.sub = sub i32 %.p.v, %38
  %40 = add i32 %reass.sub, 2
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = mul nsw i64 %41, %33
  %43 = srem i64 %42, %36
  %44 = trunc nsw i64 %43 to i32
  store i32 %44, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

45:                                               ; preds = %._crit_edge, %5
  ret void
}

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

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #2

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" }
attributes #1 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #2 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }

!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}


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