; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/4587.ll (Z5queryv)

; 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
@cnt = external dso_local global i32, align 4
@fact = external dso_local global [11 x i32], align 16
@Exp = external dso_local global [11 x i32], align 16
@Coeff = external dso_local global i32, align 4
@Lim = external dso_local global [11 x i32], align 16
@Pw = external dso_local global [11 x [51 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 noundef i32 @_Z5queryv() #1 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %1) #2
  %3 = load i32, ptr @Coeff, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %4

4:                                                ; preds = %89, %0
  %5 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr @cnt, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp slt i32 %5, %6
  br i1 %7, label %8, label %11

8:                                                ; preds = %4
  %9 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp ne i32 %9, 0
  br label %11

11:                                               ; preds = %8, %4
  %12 = phi i1 [ false, %4 ], [ %10, %8 ]
  br i1 %12, label %14, label %13

13:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  br label %92

14:                                               ; preds = %11
  %15 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Exp, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp ne i32 %18, 0
  br i1 %19, label %21, label %20

20:                                               ; preds = %14
  br label %89

21:                                               ; preds = %14
  br label %22

22:                                               ; preds = %64, %21
  %23 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Lim, i64 0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Exp, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp slt i32 %26, %30
  br i1 %31, label %32, label %70

32:                                               ; preds = %22
  %33 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Lim, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [51 x i32], ptr %35, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @fact, i64 0, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = mul nsw i64 %43, %48
  %50 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = srem i64 %49, %51
  %53 = trunc i64 %52 to i32
  %54 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Lim, i64 0, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %60, 1
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [51 x i32], ptr %56, i64 0, i64 %62
  store i32 %53, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  br label %64

64:                                               ; preds = %32
  %65 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Lim, i64 0, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  br label %22, !llvm.loop !9

70:                                               ; preds = %22
  %71 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %74
  %76 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Exp, i64 0, i64 %77
  %79 = load i32, ptr %78, align 4, !tbaa !5
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds [51 x i32], ptr %75, i64 0, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = mul nsw i64 %72, %83
  %85 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = srem i64 %84, %86
  %88 = trunc i64 %87 to i32
  store i32 %88, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %89

89:                                               ; preds = %70, %20
  %90 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %91 = add nsw i32 %90, 1
  store i32 %91, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %4, !llvm.loop !11

92:                                               ; preds = %13
  %93 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %1) #2
  ret i32 %93
}

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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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
@cnt = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@fact = external dso_local local_unnamed_addr global [11 x i32], align 16
@Exp = external dso_local local_unnamed_addr global [11 x i32], align 16
@Coeff = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@Lim = external dso_local local_unnamed_addr global [11 x i32], align 16
@Pw = external dso_local local_unnamed_addr global [11 x [51 x i32]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z5queryv() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = load i32, ptr @Coeff, align 4, !tbaa !5
  %2 = load i32, ptr @cnt, align 4, !tbaa !5
  %3 = icmp sgt i32 %2, 0
  %4 = icmp ne i32 %1, 0
  %5 = select i1 %3, i1 %4, i1 false
  br i1 %5, label %.lr.ph22, label %._crit_edge23

.lr.ph22:                                         ; preds = %0
  %6 = load i32, ptr @mod, align 4
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = zext nneg i32 %2 to i64
  br label %9

._crit_edge23:                                    ; preds = %45, %0
  %.016.lcssa = phi i32 [ %1, %0 ], [ %.1, %45 ]
  ret i32 %.016.lcssa

9:                                                ; preds = %.lr.ph22, %45
  %indvars.iv25 = phi i64 [ 0, %.lr.ph22 ], [ %indvars.iv.next26, %45 ]
  %.01619 = phi i32 [ %1, %.lr.ph22 ], [ %.1, %45 ]
  %10 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Exp, i64 0, i64 %indvars.iv25
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %11, 0
  br i1 %.not, label %45, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %9
  %12 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @Lim, i64 0, i64 %indvars.iv25
  %.promoted = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %13 = icmp slt i32 %.promoted, %11
  br i1 %13, label %.lr.ph, label %.preheader._crit_edge

.preheader._crit_edge:                            ; preds = %.preheader
  %.pre28 = sext i32 %11 to i64
  br label %37

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader
  %14 = getelementptr inbounds [11 x i32], ptr @fact, i64 0, i64 %indvars.iv25
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = sext i32 %.promoted to i64
  %wide.trip.count = sext i32 %11 to i64
  %.phi.trans.insert = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %indvars.iv25, i64 %17
  %.pre = load i32, ptr %.phi.trans.insert, align 4, !tbaa !5
  %18 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %17
  %xtraiter = and i64 %18, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.prol.loopexit, label %.prol.loopexit.unr-lcssa

.prol.loopexit.unr-lcssa:                         ; preds = %.lr.ph
  %19 = sext i32 %.pre to i64
  %20 = mul nsw i64 %16, %19
  %21 = srem i64 %20, %7
  %22 = trunc nsw i64 %21 to i32
  %indvars.iv.next.prol = add nsw i64 %17, 1
  %23 = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %indvars.iv25, i64 %indvars.iv.next.prol
  store i32 %22, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  br label %.prol.loopexit

.prol.loopexit:                                   ; preds = %.prol.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph
  %.unr = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph ], [ %22, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %17, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %24 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %25 = icmp eq i64 %24, %17
  br i1 %25, label %._crit_edge, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.prol.loopexit, %.lr.ph.new
  %26 = phi i32 [ %35, %.lr.ph.new ], [ %.unr, %.prol.loopexit ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.unr, %.prol.loopexit ]
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = mul nsw i64 %16, %27
  %29 = srem i64 %28, %7
  %30 = trunc nsw i64 %29 to i32
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %31 = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %indvars.iv25, i64 %indvars.iv.next
  store i32 %30, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %sext = shl i64 %29, 32
  %32 = ashr exact i64 %sext, 32
  %33 = mul nsw i64 %32, %16
  %34 = srem i64 %33, %7
  %35 = trunc nsw i64 %34 to i32
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv, 2
  %36 = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %indvars.iv25, i64 %indvars.iv.next.1
  store i32 %35, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %exitcond.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.1, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.1, label %._crit_edge, label %.lr.ph.new, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph.new, %.prol.loopexit
  store i32 %11, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %37

37:                                               ; preds = %.preheader._crit_edge, %._crit_edge
  %.pre-phi = phi i64 [ %.pre28, %.preheader._crit_edge ], [ %wide.trip.count, %._crit_edge ]
  %38 = sext i32 %.01619 to i64
  %39 = getelementptr inbounds [11 x [51 x i32]], ptr @Pw, i64 0, i64 %indvars.iv25, i64 %.pre-phi
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = mul nsw i64 %41, %38
  %43 = srem i64 %42, %7
  %44 = trunc nsw i64 %43 to i32
  br label %45

45:                                               ; preds = %9, %37
  %.1 = phi i32 [ %44, %37 ], [ %.01619, %9 ]
  %indvars.iv.next26 = add nuw nsw i64 %indvars.iv25, 1
  %46 = icmp ult i64 %indvars.iv.next26, %8
  %47 = icmp ne i32 %.1, 0
  %48 = select i1 %46, i1 %47, i1 false
  br i1 %48, label %9, label %._crit_edge23, !llvm.loop !11
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, 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 = !{!"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: BDCEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass