; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/1162.ll (Z11euler_sieveRnRiPn)

; 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"

@ptot = external dso_local global i32, align 4
@pr = external dso_local global [50001 x i32], align 16
@_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d = external hidden global [50001 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 nounwind uwtable
define dso_local void @_Z11euler_sieveRnRiPn(ptr noundef nonnull align 16 dereferenceable(16) %0, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %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 ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %11

11:                                               ; preds = %95, %3
  %12 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp slt i32 %12, 50001
  br i1 %13, label %14, label %20

14:                                               ; preds = %11
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %16 = sext i32 %15 to i128
  %17 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i128, ptr %17, align 16, !tbaa !11
  %19 = icmp sle i128 %16, %18
  br label %20

20:                                               ; preds = %14, %11
  %21 = phi i1 [ false, %11 ], [ %19, %14 ]
  br i1 %21, label %23, label %22

22:                                               ; preds = %20
  store i32 2, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %98

23:                                               ; preds = %20
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp ne i32 %27, 0
  br i1 %28, label %61, label %29

29:                                               ; preds = %23
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d, i64 0, i64 %32
  store i32 %30, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr @ptot, align 4, !tbaa !9
  %35 = add nsw i32 %34, 1
  store i32 %35, ptr @ptot, align 4, !tbaa !9
  %36 = sext i32 %34 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %36
  store i32 %30, ptr %37, align 4, !tbaa !9
  br label %38

38:                                               ; preds = %46, %29
  %39 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i128, ptr %39, align 16, !tbaa !11
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i128
  %43 = srem i128 %40, %42
  %44 = icmp eq i128 %43, 0
  br i1 %44, label %45, label %60

45:                                               ; preds = %38
  br label %46

46:                                               ; preds = %45
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i128
  %49 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i128, ptr %49, align 16, !tbaa !11
  %51 = sdiv i128 %50, %48
  store i128 %51, ptr %49, align 16, !tbaa !11
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i128
  %54 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %56 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i128, ptr %54, i64 %58
  store i128 %53, ptr %59, align 16, !tbaa !11
  br label %38, !llvm.loop !13

60:                                               ; preds = %38
  br label %61

61:                                               ; preds = %60, %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %62

62:                                               ; preds = %90, %61
  %63 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %64 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %68 = mul nsw i32 %63, %67
  store i32 %68, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %69 = icmp slt i32 %68, 50001
  br i1 %69, label %71, label %70

70:                                               ; preds = %62
  store i32 8, ptr %8, align 4
  br label %93

71:                                               ; preds = %62
  %72 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %76 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d, i64 0, i64 %77
  store i32 %75, ptr %78, align 4, !tbaa !9
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d, i64 0, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !9
  %87 = icmp eq i32 %82, %86
  br i1 %87, label %88, label %89

88:                                               ; preds = %71
  store i32 8, ptr %8, align 4
  br label %93

89:                                               ; preds = %71
  br label %90

90:                                               ; preds = %89
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  store i32 %92, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %62, !llvm.loop !15

93:                                               ; preds = %88, %70
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %94

94:                                               ; preds = %93
  br label %95

95:                                               ; preds = %94
  %96 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %97 = add nsw i32 %96, 1
  store i32 %97, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !16

98:                                               ; preds = %22
  ret void
}

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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"__int128", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}


; 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"

@ptot = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@pr = external dso_local local_unnamed_addr global [50001 x i32], align 16
@_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d = external hidden local_unnamed_addr global [50001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z11euler_sieveRnRiPn(ptr nocapture noundef nonnull align 16 dereferenceable(16) %0, ptr nocapture noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %1, ptr nocapture noundef writeonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %.pre = load i128, ptr %0, align 16, !tbaa !5
  br label %4

4:                                                ; preds = %3, %._crit_edge
  %5 = phi i128 [ %.pre, %3 ], [ %27, %._crit_edge ]
  %6 = phi i128 [ %.pre, %3 ], [ %28, %._crit_edge ]
  %indvars.iv32 = phi i64 [ 2, %3 ], [ %indvars.iv.next33, %._crit_edge ]
  %7 = zext nneg i64 %indvars.iv32 to i128
  %.not = icmp slt i128 %6, %7
  br i1 %.not, label %.critedge, label %8

.critedge:                                        ; preds = %._crit_edge, %4
  ret void

8:                                                ; preds = %4
  %9 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d, i64 0, i64 %indvars.iv32
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %.not23 = icmp eq i32 %10, 0
  %11 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv32 to i32
  br i1 %.not23, label %12, label %.loopexit

12:                                               ; preds = %8
  store i32 %11, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr @ptot, align 4, !tbaa !9
  %14 = add nsw i32 %13, 1
  store i32 %14, ptr @ptot, align 4, !tbaa !9
  %15 = sext i32 %13 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %15
  store i32 %11, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %17 = srem i128 %5, %7
  %18 = icmp eq i128 %17, 0
  br i1 %18, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %12
  %.promoted = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !9
  %19 = sext i32 %.promoted to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %19, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %20 = phi i128 [ %5, %.lr.ph.preheader ], [ %23, %.lr.ph ]
  %21 = sdiv i128 %20, %7
  store i128 %21, ptr %0, align 16, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %22 = getelementptr inbounds i128, ptr %2, i64 %indvars.iv
  store i128 %7, ptr %22, align 16, !tbaa !5
  %23 = load i128, ptr %0, align 16, !tbaa !5
  %24 = srem i128 %23, %7
  %25 = icmp eq i128 %24, 0
  br i1 %25, label %.lr.ph, label %..loopexit_crit_edge, !llvm.loop !11

..loopexit_crit_edge:                             ; preds = %.lr.ph
  %26 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  store i32 %26, ptr %1, align 4, !tbaa !9
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %8, %12, %..loopexit_crit_edge
  %27 = phi i128 [ %5, %12 ], [ %23, %..loopexit_crit_edge ], [ %5, %8 ]
  %28 = phi i128 [ %5, %12 ], [ %23, %..loopexit_crit_edge ], [ %6, %8 ]
  %29 = load i32, ptr @pr, align 16, !tbaa !9
  %30 = mul nsw i32 %29, %11
  %31 = icmp slt i32 %30, 50001
  br i1 %31, label %.lr.ph25, label %._crit_edge

32:                                               ; preds = %.lr.ph25
  %indvars.iv.next30 = add nuw nsw i64 %indvars.iv29, 1
  %33 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %indvars.iv.next30
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %35 = mul nsw i32 %34, %11
  %36 = icmp slt i32 %35, 50001
  br i1 %36, label %.lr.ph25, label %._crit_edge, !llvm.loop !13

.lr.ph25:                                         ; preds = %.loopexit, %32
  %indvars.iv29 = phi i64 [ %indvars.iv.next30, %32 ], [ 0, %.loopexit ]
  %37 = phi i32 [ %35, %32 ], [ %30, %.loopexit ]
  %38 = phi i32 [ %34, %32 ], [ %29, %.loopexit ]
  %39 = sext i32 %37 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [50001 x i32], ptr @_ZZ11euler_sieveRnRiPnE1d, i64 0, i64 %39
  store i32 %38, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  %41 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %42 = icmp eq i32 %41, %38
  br i1 %42, label %._crit_edge, label %32

._crit_edge:                                      ; preds = %32, %.lr.ph25, %.loopexit
  %indvars.iv.next33 = add nuw nsw i64 %indvars.iv32, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next33, 50001
  br i1 %exitcond.not, label %.critedge, label %4, !llvm.loop !14
}

attributes #0 = { mustprogress 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, !6, i64 0}
!6 = !{!"__int128", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


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