; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: loj/2563.ll (Z12miller_rabinx)

; 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"

@p = external dso_local global [10000001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_powxxx(i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z12miller_rabinx(i64 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i1, align 1
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  store i64 %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %11 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %12 = icmp eq i64 %11, 2
  br i1 %12, label %13, label %14

13:                                               ; preds = %1
  store i1 true, ptr %2, align 1
  br label %106

14:                                               ; preds = %1
  %15 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %16 = icmp slt i64 %15, 2
  br i1 %16, label %21, label %17

17:                                               ; preds = %14
  %18 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %19 = and i64 %18, 1
  %20 = icmp ne i64 %19, 0
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %17, %14
  store i1 false, ptr %2, align 1
  br label %106

22:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #3
  store i32 0, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #3
  %23 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %24 = sub nsw i64 %23, 1
  store i64 %24, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %31, %22
  %26 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %27 = and i64 %26, 1
  %28 = icmp ne i64 %27, 0
  %29 = xor i1 %28, true
  br i1 %29, label %30, label %36

30:                                               ; preds = %25
  br label %31

31:                                               ; preds = %30
  %32 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %33 = ashr i64 %32, 1
  store i64 %33, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %35 = add nsw i32 %34, 1
  store i32 %35, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  br label %25, !llvm.loop !11

36:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %37

37:                                               ; preds = %99, %36
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  %42 = icmp slt i32 %41, 24
  br i1 %42, label %43, label %51

43:                                               ; preds = %37
  %44 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %50 = icmp slt i64 %48, %49
  br label %51

51:                                               ; preds = %43, %37
  %52 = phi i1 [ false, %37 ], [ %50, %43 ]
  br i1 %52, label %54, label %53

53:                                               ; preds = %51
  store i32 5, ptr %7, align 4
  br label %102

54:                                               ; preds = %51
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %55 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %62 = call noundef i64 @_Z7mod_powxxx(i64 noundef %59, i64 noundef %60, i64 noundef %61)
  store i64 %62, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %63

63:                                               ; preds = %86, %54
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %66 = icmp slt i32 %64, %65
  br i1 %66, label %68, label %67

67:                                               ; preds = %63
  store i32 8, ptr %7, align 4
  br label %89

68:                                               ; preds = %63
  %69 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %70 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %72 = call noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(i64 noundef %69, i64 noundef %70, i64 noundef %71)
  store i64 %72, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %74 = icmp eq i64 %73, 1
  br i1 %74, label %75, label %84

75:                                               ; preds = %68
  %76 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %77 = icmp ne i64 %76, 1
  br i1 %77, label %78, label %84

78:                                               ; preds = %75
  %79 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %81 = sub nsw i64 %80, 1
  %82 = icmp ne i64 %79, %81
  br i1 %82, label %83, label %84

83:                                               ; preds = %78
  store i1 false, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %89

84:                                               ; preds = %78, %75, %68
  %85 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i64 %85, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %86

86:                                               ; preds = %84
  %87 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %88 = add nsw i32 %87, 1
  store i32 %88, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %63, !llvm.loop !13

89:                                               ; preds = %83, %67
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %90 = load i32, ptr %7, align 4
  switch i32 %90, label %96 [
    i32 8, label %91
  ]

91:                                               ; preds = %89
  %92 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %93 = icmp ne i64 %92, 1
  br i1 %93, label %94, label %95

94:                                               ; preds = %91
  store i1 false, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %96

95:                                               ; preds = %91
  store i32 0, ptr %7, align 4
  br label %96

96:                                               ; preds = %95, %94, %89
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %97 = load i32, ptr %7, align 4
  switch i32 %97, label %102 [
    i32 0, label %98
  ]

98:                                               ; preds = %96
  br label %99

99:                                               ; preds = %98
  %100 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %101 = add nsw i32 %100, 1
  store i32 %101, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %37, !llvm.loop !14

102:                                              ; preds = %96, %53
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  %103 = load i32, ptr %7, align 4
  switch i32 %103, label %105 [
    i32 5, label %104
  ]

104:                                              ; preds = %102
  store i1 true, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %105

105:                                              ; preds = %104, %102
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #3
  br label %106

106:                                              ; preds = %105, %21, %13
  %107 = load i1, ptr %2, align 1
  ret i1 %107
}

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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { inlinehint 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 #3 = { 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 = !{!"long long", !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}


; 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"

@p = external dso_local local_unnamed_addr global [10000001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_powxxx(i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: inlinehint mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef zeroext i1 @_Z12miller_rabinx(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = icmp eq i64 %0, 2
  br i1 %2, label %.critedge, label %3

3:                                                ; preds = %1
  %4 = icmp slt i64 %0, 2
  %5 = and i64 %0, 1
  %.not = icmp eq i64 %5, 0
  %or.cond47 = or i1 %4, %.not
  br i1 %or.cond47, label %.critedge, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %6 = add nsw i64 %0, -1
  br label %.lr.ph

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph
  %7 = load i32, ptr @p, align 16, !tbaa !5
  %8 = icmp slt i32 %7, 24
  br i1 %8, label %.lr.ph68, label %.critedge

.lr.ph68:                                         ; preds = %.preheader
  %.not4562.not = icmp eq i32 %24, 0
  br i1 %.not4562.not, label %.lr.ph68.split, label %.lr.ph68.split.us

.lr.ph68.split.us:                                ; preds = %.lr.ph68, %12
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %12 ], [ 0, %.lr.ph68 ]
  %9 = phi i32 [ %14, %12 ], [ %7, %.lr.ph68 ]
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = icmp slt i64 %10, %0
  br i1 %11, label %.lr.ph65.us, label %.critedge

12:                                               ; preds = %..critedge50_crit_edge.us
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %13 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp slt i32 %14, 24
  br i1 %15, label %.lr.ph68.split.us, label %.critedge, !llvm.loop !9

.lr.ph65.us:                                      ; preds = %.lr.ph68.split.us
  %16 = tail call noundef i64 @_Z7mod_powxxx(i64 noundef %10, i64 noundef %23, i64 noundef %0)
  br label %19

17:                                               ; preds = %19
  %18 = add nuw i32 %.064.us, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %.064.us, %.03959
  br i1 %exitcond.not, label %..critedge50_crit_edge.us, label %19, !llvm.loop !11

19:                                               ; preds = %.lr.ph65.us, %17
  %.064.us = phi i32 [ 0, %.lr.ph65.us ], [ %18, %17 ]
  %.03363.us = phi i64 [ %16, %.lr.ph65.us ], [ %20, %17 ]
  %20 = tail call noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(i64 noundef %.03363.us, i64 noundef %.03363.us, i64 noundef %0)
  %21 = icmp ne i64 %20, 1
  %22 = icmp eq i64 %.03363.us, 1
  %or.cond.not55.us = or i1 %22, %21
  %.not44.us = icmp eq i64 %.03363.us, %6
  %or.cond48.us = select i1 %or.cond.not55.us, i1 true, i1 %.not44.us
  br i1 %or.cond48.us, label %17, label %.critedge

..critedge50_crit_edge.us:                        ; preds = %17
  %.not46.old.us = icmp eq i64 %20, 1
  br i1 %.not46.old.us, label %12, label %.critedge

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %.03860 = phi i64 [ %23, %.lr.ph ], [ %6, %.lr.ph.preheader ]
  %.03959 = phi i32 [ %24, %.lr.ph ], [ 0, %.lr.ph.preheader ]
  %23 = lshr exact i64 %.03860, 1
  %24 = add i32 %.03959, 1
  %25 = and i64 %.03860, 2
  %.not43 = icmp eq i64 %25, 0
  br i1 %.not43, label %.lr.ph, label %.preheader, !llvm.loop !12

26:                                               ; preds = %.critedge50
  %indvars.iv.next82 = add nuw nsw i64 %indvars.iv81, 1
  %27 = getelementptr inbounds [10000001 x i32], ptr @p, i64 0, i64 %indvars.iv.next82
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp slt i32 %28, 24
  br i1 %29, label %.lr.ph68.split, label %.critedge, !llvm.loop !9

.lr.ph68.split:                                   ; preds = %.lr.ph68, %26
  %indvars.iv81 = phi i64 [ %indvars.iv.next82, %26 ], [ 0, %.lr.ph68 ]
  %30 = phi i32 [ %28, %26 ], [ %7, %.lr.ph68 ]
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = icmp slt i64 %31, %0
  br i1 %32, label %.critedge50, label %.critedge

.critedge50:                                      ; preds = %.lr.ph68.split
  %33 = tail call noundef i64 @_Z7mod_powxxx(i64 noundef %31, i64 noundef %23, i64 noundef %0)
  %.not46.old = icmp eq i64 %33, 1
  br i1 %.not46.old, label %26, label %.critedge

.critedge:                                        ; preds = %.lr.ph68.split.us, %12, %..critedge50_crit_edge.us, %19, %.lr.ph68.split, %26, %.critedge50, %.preheader, %3, %1
  %.5 = phi i1 [ true, %1 ], [ false, %3 ], [ true, %.preheader ], [ true, %.lr.ph68.split ], [ true, %26 ], [ false, %.critedge50 ], [ false, %19 ], [ true, %.lr.ph68.split.us ], [ true, %12 ], [ false, %..critedge50_crit_edge.us ]
  ret i1 %.5
}

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 = { inlinehint 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 = !{!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,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass