; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/1514.ll (Z3NTTiPxS_)

; 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"

@tot = external dso_local global i32, align 4

; 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 @_Z7mod_addxx(i64 noundef, i64 noundef) #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_subxx(i64 noundef, i64 noundef) #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z3NTTiPxS_(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
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i64, align 8
  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) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %16

16:                                               ; preds = %78, %3
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp slt i32 %17, %18
  br i1 %19, label %21, label %20

20:                                               ; preds = %16
  store i32 2, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %81

21:                                               ; preds = %16
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp sgt i32 %22, %23
  br i1 %24, label %25, label %63

25:                                               ; preds = %21
  %26 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i64, ptr %26, i64 %28
  %30 = load i64, ptr %29, align 8, !tbaa !11
  %31 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i64, ptr %31, i64 %33
  %35 = load i64, ptr %34, align 8, !tbaa !11
  %36 = add nsw i64 %35, %30
  store i64 %36, ptr %34, align 8, !tbaa !11
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i64, ptr %37, i64 %39
  %41 = load i64, ptr %40, align 8, !tbaa !11
  %42 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i64, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i64, ptr %45, align 8, !tbaa !11
  %47 = sub nsw i64 %41, %46
  %48 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i64, ptr %48, i64 %50
  store i64 %47, ptr %51, align 8, !tbaa !11
  %52 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i64, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i64, ptr %55, align 8, !tbaa !11
  %57 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i64, ptr %57, i64 %59
  %61 = load i64, ptr %60, align 8, !tbaa !11
  %62 = sub nsw i64 %61, %56
  store i64 %62, ptr %60, align 8, !tbaa !11
  br label %63

63:                                               ; preds = %25, %21
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %64 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %65 = ashr i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %66

66:                                               ; preds = %74, %63
  %67 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %69 = xor i32 %68, %67
  store i32 %69, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %71 = icmp slt i32 %69, %70
  br i1 %71, label %73, label %72

72:                                               ; preds = %66
  store i32 5, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %77

73:                                               ; preds = %66
  br label %74

74:                                               ; preds = %73
  %75 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %76 = ashr i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %66, !llvm.loop !13

77:                                               ; preds = %72
  br label %78

78:                                               ; preds = %77
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %16, !llvm.loop !15

81:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 2, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %82

82:                                               ; preds = %163, %81
  %83 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %85 = icmp sle i32 %83, %84
  br i1 %85, label %87, label %86

86:                                               ; preds = %82
  store i32 8, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %166

87:                                               ; preds = %82
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  %88 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %89 = ashr i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %90

90:                                               ; preds = %158, %87
  %91 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %93 = icmp slt i32 %91, %92
  br i1 %93, label %95, label %94

94:                                               ; preds = %90
  store i32 11, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %162

95:                                               ; preds = %90
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %96

96:                                               ; preds = %154, %95
  %97 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %98 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %99 = icmp slt i32 %97, %98
  br i1 %99, label %101, label %100

100:                                              ; preds = %96
  store i32 14, ptr %9, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %157

101:                                              ; preds = %96
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #2
  %102 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %103 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %104 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %105 = add nsw i32 %103, %104
  %106 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %107 = add nsw i32 %105, %106
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds i64, ptr %102, i64 %108
  %110 = load i64, ptr %109, align 8, !tbaa !11
  %111 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !5
  %113 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %114 = sdiv i32 %112, %113
  %115 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %116 = mul nsw i32 %114, %115
  %117 = sext i32 %116 to i64
  %118 = getelementptr inbounds i64, ptr %111, i64 %117
  %119 = load i64, ptr %118, align 8, !tbaa !11
  %120 = mul nsw i64 %110, %119
  %121 = srem i64 %120, 998244353
  store i64 %121, ptr %15, align 8, !tbaa !11
  %122 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %123 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %124 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %125 = add nsw i32 %123, %124
  %126 = sext i32 %125 to i64
  %127 = getelementptr inbounds i64, ptr %122, i64 %126
  %128 = load i64, ptr %127, align 8, !tbaa !11
  %129 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !11
  %130 = call noundef i64 @_Z7mod_subxx(i64 noundef %128, i64 noundef %129)
  %131 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %132 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %133 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %134 = add nsw i32 %132, %133
  %135 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %136 = add nsw i32 %134, %135
  %137 = sext i32 %136 to i64
  %138 = getelementptr inbounds i64, ptr %131, i64 %137
  store i64 %130, ptr %138, align 8, !tbaa !11
  %139 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %140 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %141 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %142 = add nsw i32 %140, %141
  %143 = sext i32 %142 to i64
  %144 = getelementptr inbounds i64, ptr %139, i64 %143
  %145 = load i64, ptr %144, align 8, !tbaa !11
  %146 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !11
  %147 = call noundef i64 @_Z7mod_addxx(i64 noundef %145, i64 noundef %146)
  %148 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !9
  %149 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %150 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %151 = add nsw i32 %149, %150
  %152 = sext i32 %151 to i64
  %153 = getelementptr inbounds i64, ptr %148, i64 %152
  store i64 %147, ptr %153, align 8, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #2
  br label %154

154:                                              ; preds = %101
  %155 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %156 = add nsw i32 %155, 1
  store i32 %156, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %96, !llvm.loop !16

157:                                              ; preds = %100
  br label %158

158:                                              ; preds = %157
  %159 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %160 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %161 = add nsw i32 %160, %159
  store i32 %161, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %90, !llvm.loop !17

162:                                              ; preds = %94
  br label %163

163:                                              ; preds = %162
  %164 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %165 = shl i32 %164, 1
  store i32 %165, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %82, !llvm.loop !18

166:                                              ; preds = %86
  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 = !{!"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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long long", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = distinct !{!17, !14}
!18 = distinct !{!18, !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"

@tot = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_addxx(i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_subxx(i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z3NTTiPxS_(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef %1, ptr nocapture noundef readonly %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp sgt i32 %0, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %0 to i64
  br label %.lr.ph

.preheader66:                                     ; preds = %42
  %.not73 = icmp eq i32 %0, 1
  br i1 %.not73, label %._crit_edge, label %.preheader.lr.ph.us.preheader

.preheader.lr.ph.us.preheader:                    ; preds = %.preheader66
  %5 = zext nneg i32 %0 to i64
  br label %.preheader.lr.ph.us

.preheader.lr.ph.us:                              ; preds = %.preheader.lr.ph.us.preheader, %._crit_edge72.us
  %.05974.us = phi i32 [ %10, %._crit_edge72.us ], [ 2, %.preheader.lr.ph.us.preheader ]
  %6 = ashr exact i32 %.05974.us, 1
  %7 = icmp sgt i32 %6, 0
  br i1 %7, label %.preheader.us.us.preheader, label %._crit_edge72.us

.preheader.us.us.preheader:                       ; preds = %.preheader.lr.ph.us
  %8 = zext nneg i32 %.05974.us to i64
  %9 = zext nneg i32 %6 to i64
  %wide.trip.count86 = zext nneg i32 %6 to i64
  %invariant.gep92 = getelementptr i64, ptr %1, i64 %9
  br label %.preheader.us.us

._crit_edge72.us:                                 ; preds = %._crit_edge.us.us, %.preheader.lr.ph.us
  %10 = shl i32 %.05974.us, 1
  %.not.us = icmp sgt i32 %10, %0
  br i1 %.not.us, label %._crit_edge, label %.preheader.lr.ph.us, !llvm.loop !5

.preheader.us.us:                                 ; preds = %.preheader.us.us.preheader, %._crit_edge.us.us
  %indvars.iv88 = phi i64 [ 0, %.preheader.us.us.preheader ], [ %indvars.iv.next89, %._crit_edge.us.us ]
  %gep93 = getelementptr i64, ptr %invariant.gep92, i64 %indvars.iv88
  %invariant.gep = getelementptr i64, ptr %1, i64 %indvars.iv88
  br label %11

11:                                               ; preds = %11, %.preheader.us.us
  %indvars.iv83 = phi i64 [ %indvars.iv.next84, %11 ], [ 0, %.preheader.us.us ]
  %12 = getelementptr i64, ptr %gep93, i64 %indvars.iv83
  %13 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !7
  %14 = load i32, ptr @tot, align 4, !tbaa !11
  %15 = sdiv i32 %14, %.05974.us
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = mul nsw i64 %indvars.iv83, %16
  %18 = getelementptr inbounds i64, ptr %2, i64 %17
  %19 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !7
  %20 = mul nsw i64 %19, %13
  %21 = srem i64 %20, 998244353
  %gep = getelementptr i64, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv83
  %22 = load i64, ptr %gep, align 8, !tbaa !7
  %23 = tail call noundef i64 @_Z7mod_subxx(i64 noundef %22, i64 noundef %21)
  store i64 %23, ptr %12, align 8, !tbaa !7
  %24 = load i64, ptr %gep, align 8, !tbaa !7
  %25 = tail call noundef i64 @_Z7mod_addxx(i64 noundef %24, i64 noundef %21)
  store i64 %25, ptr %gep, align 8, !tbaa !7
  %indvars.iv.next84 = add nuw nsw i64 %indvars.iv83, 1
  %exitcond87.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next84, %wide.trip.count86
  br i1 %exitcond87.not, label %._crit_edge.us.us, label %11, !llvm.loop !13

._crit_edge.us.us:                                ; preds = %11
  %indvars.iv.next89 = add nuw nsw i64 %indvars.iv88, %8
  %26 = icmp ult i64 %indvars.iv.next89, %5
  br i1 %26, label %.preheader.us.us, label %._crit_edge72.us, !llvm.loop !14

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %42
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %42 ]
  %.05767 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %40, %42 ]
  %27 = zext nneg i32 %.05767 to i64
  %28 = icmp ugt i64 %indvars.iv, %27
  br i1 %28, label %29, label %.preheader

29:                                               ; preds = %.lr.ph
  %30 = getelementptr inbounds i64, ptr %1, i64 %27
  %31 = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !7
  %32 = getelementptr inbounds i64, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %33 = load i64, ptr %32, align 8, !tbaa !7
  %34 = add nsw i64 %33, %31
  store i64 %34, ptr %32, align 8, !tbaa !7
  %35 = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !7
  %36 = sub nsw i64 %34, %35
  store i64 %36, ptr %30, align 8, !tbaa !7
  %37 = load i64, ptr %32, align 8, !tbaa !7
  %38 = sub nsw i64 %37, %36
  store i64 %38, ptr %32, align 8, !tbaa !7
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %29, %.lr.ph
  br label %39

39:                                               ; preds = %.preheader, %39
  %.060.in = phi i32 [ %.060, %39 ], [ %0, %.preheader ]
  %.1 = phi i32 [ %40, %39 ], [ %.05767, %.preheader ]
  %.060 = lshr i32 %.060.in, 1
  %40 = xor i32 %.1, %.060
  %41 = icmp slt i32 %40, %.060
  br i1 %41, label %39, label %42, !llvm.loop !15

42:                                               ; preds = %39
  %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 %.preheader66, label %.lr.ph, !llvm.loop !16

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge72.us, %3, %.preheader66
  ret void
}

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"}
!7 = !{!8, !8, i64 0}
!8 = !{!"long long", !9, i64 0}
!9 = !{!"omnipotent char", !10, i64 0}
!10 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"int", !9, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !6}
!14 = distinct !{!14, !6}
!15 = distinct !{!15, !6}
!16 = distinct !{!16, !6}


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