; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/1162.ll (Z7mod_pownnn)

; 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"

; 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 nounwind uwtable
declare dso_local noundef { i64, i64 } @_Z7mod_mulnnn(i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef) #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef { i64, i64 } @_Z7mod_pownnn(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3, i64 noundef %4, i64 noundef %5) #1 {
  %7 = alloca i128, align 16
  %8 = alloca i128, align 16
  %9 = alloca i128, align 16
  %10 = alloca i128, align 16
  %11 = alloca i128, align 16
  %12 = alloca i128, align 16
  %13 = alloca i128, align 16
  %14 = alloca i128, align 16
  %15 = alloca i128, align 16
  %16 = alloca i128, align 16
  %17 = alloca i128, align 16
  %18 = alloca i128, align 16
  %19 = alloca i128, align 16
  %20 = alloca i128, align 16
  %21 = alloca i128, align 16
  %22 = alloca i128, align 16
  %23 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %8, i32 0, i32 0
  store i64 %0, ptr %23, align 16
  %24 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %8, i32 0, i32 1
  store i64 %1, ptr %24, align 8
  %25 = load i128, ptr %8, align 16, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %9, i32 0, i32 0
  store i64 %2, ptr %26, align 16
  %27 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %9, i32 0, i32 1
  store i64 %3, ptr %27, align 8
  %28 = load i128, ptr %9, align 16, !tbaa !5
  %29 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %10, i32 0, i32 0
  store i64 %4, ptr %29, align 16
  %30 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %10, i32 0, i32 1
  store i64 %5, ptr %30, align 8
  %31 = load i128, ptr %10, align 16, !tbaa !5
  store i128 %25, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  store i128 %28, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  store i128 %31, ptr %13, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 16, ptr %14) #2
  store i128 1, ptr %14, align 16, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %64, %6
  %33 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %34 = icmp sgt i128 %33, 0
  br i1 %34, label %35, label %88

35:                                               ; preds = %32
  %36 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %37 = and i128 %36, 1
  %38 = icmp ne i128 %37, 0
  br i1 %38, label %39, label %62

39:                                               ; preds = %35
  %40 = load i128, ptr %14, align 16, !tbaa !5
  %41 = load i128, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  %42 = load i128, ptr %13, align 16, !tbaa !5
  store i128 %40, ptr %15, align 16, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %15, i32 0, i32 0
  %44 = load i64, ptr %43, align 16
  %45 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %15, i32 0, i32 1
  %46 = load i64, ptr %45, align 8
  store i128 %41, ptr %16, align 16, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %16, i32 0, i32 0
  %48 = load i64, ptr %47, align 16
  %49 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %16, i32 0, i32 1
  %50 = load i64, ptr %49, align 8
  store i128 %42, ptr %17, align 16, !tbaa !5
  %51 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %17, i32 0, i32 0
  %52 = load i64, ptr %51, align 16
  %53 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %17, i32 0, i32 1
  %54 = load i64, ptr %53, align 8
  %55 = call noundef { i64, i64 } @_Z7mod_mulnnn(i64 noundef %44, i64 noundef %46, i64 noundef %48, i64 noundef %50, i64 noundef %52, i64 noundef %54)
  %56 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %18, i32 0, i32 0
  %57 = extractvalue { i64, i64 } %55, 0
  store i64 %57, ptr %56, align 16
  %58 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %18, i32 0, i32 1
  %59 = extractvalue { i64, i64 } %55, 1
  store i64 %59, ptr %58, align 8
  %60 = load i128, ptr %18, align 16, !tbaa !5
  store i128 %60, ptr %14, align 16, !tbaa !5
  %61 = icmp ne i128 %60, 0
  br label %62

62:                                               ; preds = %39, %35
  %63 = phi i1 [ false, %35 ], [ %61, %39 ]
  br label %64

64:                                               ; preds = %62
  %65 = load i128, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  %66 = load i128, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  %67 = load i128, ptr %13, align 16, !tbaa !5
  store i128 %65, ptr %19, align 16, !tbaa !5
  %68 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %19, i32 0, i32 0
  %69 = load i64, ptr %68, align 16
  %70 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %19, i32 0, i32 1
  %71 = load i64, ptr %70, align 8
  store i128 %66, ptr %20, align 16, !tbaa !5
  %72 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %20, i32 0, i32 0
  %73 = load i64, ptr %72, align 16
  %74 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %20, i32 0, i32 1
  %75 = load i64, ptr %74, align 8
  store i128 %67, ptr %21, align 16, !tbaa !5
  %76 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %21, i32 0, i32 0
  %77 = load i64, ptr %76, align 16
  %78 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %21, i32 0, i32 1
  %79 = load i64, ptr %78, align 8
  %80 = call noundef { i64, i64 } @_Z7mod_mulnnn(i64 noundef %69, i64 noundef %71, i64 noundef %73, i64 noundef %75, i64 noundef %77, i64 noundef %79)
  %81 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %22, i32 0, i32 0
  %82 = extractvalue { i64, i64 } %80, 0
  store i64 %82, ptr %81, align 16
  %83 = getelementptr inbounds { i64, i64 }, ptr %22, i32 0, i32 1
  %84 = extractvalue { i64, i64 } %80, 1
  store i64 %84, ptr %83, align 8
  %85 = load i128, ptr %22, align 16, !tbaa !5
  store i128 %85, ptr %11, align 16, !tbaa !5
  %86 = load i128, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  %87 = ashr i128 %86, 1
  store i128 %87, ptr %12, align 16, !tbaa !5
  br label %32, !llvm.loop !9

88:                                               ; preds = %32
  %89 = load i128, ptr %14, align 16, !tbaa !5
  store i128 %89, ptr %7, align 16
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 16, ptr %14) #2
  %90 = load { i64, i64 }, ptr %7, align 16
  ret { i64, i64 } %90
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"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: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef { i64, i64 } @_Z7mod_mulnnn(i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef { i64, i64 } @_Z7mod_pownnn(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3, i64 noundef %4, i64 noundef %5) local_unnamed_addr #0 {
  %.sroa.227.0.insert.ext = zext i64 %3 to i128
  %.sroa.227.0.insert.shift = shl nuw i128 %.sroa.227.0.insert.ext, 64
  %.sroa.026.0.insert.ext = zext i64 %2 to i128
  %.sroa.026.0.insert.insert = or disjoint i128 %.sroa.227.0.insert.shift, %.sroa.026.0.insert.ext
  %7 = icmp sgt i128 %.sroa.026.0.insert.insert, 0
  br i1 %7, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %6, %13
  %.0.off6449 = phi i64 [ %16, %13 ], [ %1, %6 ]
  %.0.off048 = phi i64 [ %15, %13 ], [ %0, %6 ]
  %.03247 = phi i128 [ %17, %13 ], [ %.sroa.026.0.insert.insert, %6 ]
  %.033.off6446 = phi i64 [ %.1.off64, %13 ], [ 0, %6 ]
  %.033.off045 = phi i64 [ %.1.off0, %13 ], [ 1, %6 ]
  %8 = and i128 %.03247, 1
  %.not = icmp eq i128 %8, 0
  br i1 %.not, label %13, label %9

9:                                                ; preds = %.lr.ph
  %10 = tail call noundef { i64, i64 } @_Z7mod_mulnnn(i64 noundef %.033.off045, i64 noundef %.033.off6446, i64 noundef %.0.off048, i64 noundef %.0.off6449, i64 noundef %4, i64 noundef %5)
  %11 = extractvalue { i64, i64 } %10, 0
  %12 = extractvalue { i64, i64 } %10, 1
  br label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph, %9
  %.1.off0 = phi i64 [ %11, %9 ], [ %.033.off045, %.lr.ph ]
  %.1.off64 = phi i64 [ %12, %9 ], [ %.033.off6446, %.lr.ph ]
  %14 = tail call noundef { i64, i64 } @_Z7mod_mulnnn(i64 noundef %.0.off048, i64 noundef %.0.off6449, i64 noundef %.0.off048, i64 noundef %.0.off6449, i64 noundef %4, i64 noundef %5)
  %15 = extractvalue { i64, i64 } %14, 0
  %16 = extractvalue { i64, i64 } %14, 1
  %17 = lshr i128 %.03247, 1
  %.not51 = icmp ult i128 %.03247, 2
  br i1 %.not51, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !5

._crit_edge:                                      ; preds = %13, %6
  %.033.off0.lcssa = phi i64 [ 1, %6 ], [ %.1.off0, %13 ]
  %.033.off64.lcssa = phi i64 [ 0, %6 ], [ %.1.off64, %13 ]
  %.fca.0.insert = insertvalue { i64, i64 } poison, i64 %.033.off0.lcssa, 0
  %.fca.1.insert = insertvalue { i64, i64 } %.fca.0.insert, i64 %.033.off64.lcssa, 1
  ret { i64, i64 } %.fca.1.insert
}

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" }

!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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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