; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/3328.ll (Z6originv)

; 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
@_ZZ6originvE4fact = external hidden global [10 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef, i32 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z6originv() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i8, align 1
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  %9 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %10 = sub nsw i32 %9, 1
  store i32 %10, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %4) #2
  store i32 2, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %11

11:                                               ; preds = %43, %0
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = mul nsw i64 %13, %15
  %17 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = icmp sle i64 %16, %18
  br i1 %19, label %21, label %20

20:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %4) #2
  br label %46

21:                                               ; preds = %11
  %22 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %24 = srem i32 %22, %23
  %25 = icmp eq i32 %24, 0
  br i1 %25, label %26, label %42

26:                                               ; preds = %21
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  store i32 %29, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %28 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr @_ZZ6originvE4fact, i64 0, i64 %30
  store i32 %27, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %36, %26
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %35 = sdiv i32 %34, %33
  store i32 %35, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %36

36:                                               ; preds = %32
  %37 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %39 = srem i32 %37, %38
  %40 = icmp eq i32 %39, 0
  br i1 %40, label %32, label %41, !llvm.loop !9

41:                                               ; preds = %36
  br label %42

42:                                               ; preds = %41, %21
  br label %43

43:                                               ; preds = %42
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  br label %11, !llvm.loop !11

46:                                               ; preds = %20
  %47 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp sgt i32 %47, 1
  br i1 %48, label %49, label %55

49:                                               ; preds = %46
  %50 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  store i32 %52, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %51 to i64
  %54 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr @_ZZ6originvE4fact, i64 0, i64 %53
  store i32 %50, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  br label %55

55:                                               ; preds = %49, %46
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 2, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %56

56:                                               ; preds = %97, %55
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %6) #2
  store i8 1, ptr %6, align 1, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %57

57:                                               ; preds = %85, %56
  %58 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %60 = icmp slt i32 %58, %59
  br i1 %60, label %61, label %64

61:                                               ; preds = %57
  %62 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !12, !range !14, !noundef !15
  %63 = trunc i8 %62 to i1
  br label %64

64:                                               ; preds = %61, %57
  %65 = phi i1 [ false, %57 ], [ %63, %61 ]
  br i1 %65, label %67, label %66

66:                                               ; preds = %64
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %88

67:                                               ; preds = %64
  %68 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %70 = sub nsw i32 %69, 1
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr @_ZZ6originvE4fact, i64 0, i64 %72
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %75 = sdiv i32 %70, %74
  %76 = call noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef %68, i32 noundef %75)
  %77 = icmp ne i32 %76, 1
  %78 = zext i1 %77 to i32
  %79 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !12, !range !14, !noundef !15
  %80 = trunc i8 %79 to i1
  %81 = zext i1 %80 to i32
  %82 = and i32 %81, %78
  %83 = icmp ne i32 %82, 0
  %84 = zext i1 %83 to i8
  store i8 %84, ptr %6, align 1, !tbaa !12
  br label %85

85:                                               ; preds = %67
  %86 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %57, !llvm.loop !16

88:                                               ; preds = %66
  %89 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !12, !range !14, !noundef !15
  %90 = trunc i8 %89 to i1
  br i1 %90, label %91, label %93

91:                                               ; preds = %88
  %92 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %92, ptr %1, align 4
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %94

93:                                               ; preds = %88
  store i32 0, ptr %8, align 4
  br label %94

94:                                               ; preds = %93, %91
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %6) #2
  %95 = load i32, ptr %8, align 4
  switch i32 %95, label %100 [
    i32 0, label %96
  ]

96:                                               ; preds = %94
  br label %97

97:                                               ; preds = %96
  %98 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %99 = add nsw i32 %98, 1
  store i32 %99, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %56, !llvm.loop !17

100:                                              ; preds = %94
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  %101 = load i32, ptr %1, align 4
  ret i32 %101
}

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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}
!12 = !{!13, !13, i64 0}
!13 = !{!"bool", !7, i64 0}
!14 = !{i8 0, i8 2}
!15 = !{}
!16 = distinct !{!16, !10}
!17 = distinct !{!17, !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
@_ZZ6originvE4fact = external hidden local_unnamed_addr global [10 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z6originv() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %2 = add nsw i32 %1, -1
  %.not37 = icmp slt i32 %1, 5
  br i1 %.not37, label %._crit_edge, label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %0
  %.032.lcssa = phi i32 [ 0, %0 ], [ %.133, %.loopexit ]
  %.031.lcssa = phi i32 [ %2, %0 ], [ %.2, %.loopexit ]
  %3 = icmp sgt i32 %.031.lcssa, 1
  br i1 %3, label %17, label %21

.lr.ph:                                           ; preds = %0, %.loopexit
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.loopexit ], [ 2, %0 ]
  %.03139 = phi i32 [ %.2, %.loopexit ], [ %2, %0 ]
  %.03238 = phi i32 [ %.133, %.loopexit ], [ 0, %0 ]
  %4 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %5 = srem i32 %.03139, %4
  %6 = icmp eq i32 %5, 0
  br i1 %6, label %7, label %.loopexit

7:                                                ; preds = %.lr.ph
  %8 = sext i32 %.03238 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr @_ZZ6originvE4fact, i64 0, i64 %8
  store i32 %4, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %10

10:                                               ; preds = %10, %7
  %.1 = phi i32 [ %.03139, %7 ], [ %11, %10 ]
  %11 = sdiv i32 %.1, %4
  %12 = srem i32 %11, %4
  %13 = icmp eq i32 %12, 0
  br i1 %13, label %10, label %.loopexit.loopexit, !llvm.loop !9

.loopexit.loopexit:                               ; preds = %10
  %14 = add nsw i32 %.03238, 1
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.loopexit.loopexit, %.lr.ph
  %.133 = phi i32 [ %.03238, %.lr.ph ], [ %14, %.loopexit.loopexit ]
  %.2 = phi i32 [ %.03139, %.lr.ph ], [ %11, %.loopexit.loopexit ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %15 = mul nuw nsw i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv.next
  %16 = sext i32 %.2 to i64
  %.not = icmp sgt i64 %15, %16
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

17:                                               ; preds = %._crit_edge
  %18 = add nsw i32 %.032.lcssa, 1
  %19 = sext i32 %.032.lcssa to i64
  %20 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr @_ZZ6originvE4fact, i64 0, i64 %19
  store i32 %.031.lcssa, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  br label %21

21:                                               ; preds = %17, %._crit_edge
  %.234 = phi i32 [ %18, %17 ], [ %.032.lcssa, %._crit_edge ]
  %22 = icmp sgt i32 %.234, 0
  br i1 %22, label %.lr.ph44.us.preheader, label %.split48.us

.lr.ph44.us.preheader:                            ; preds = %21
  %23 = zext nneg i32 %.234 to i64
  br label %.lr.ph44.us

.lr.ph44.us:                                      ; preds = %.lr.ph44.us.preheader, %._crit_edge45.us
  %.029.us = phi i32 [ %34, %._crit_edge45.us ], [ 2, %.lr.ph44.us.preheader ]
  br label %24

24:                                               ; preds = %.lr.ph44.us, %24
  %indvars.iv51 = phi i64 [ 0, %.lr.ph44.us ], [ %indvars.iv.next52, %24 ]
  %25 = load i32, ptr @mod, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, -1
  %27 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr @_ZZ6originvE4fact, i64 0, i64 %indvars.iv51
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = sdiv i32 %26, %28
  %30 = tail call noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef %.029.us, i32 noundef %29)
  %31 = icmp ne i32 %30, 1
  %indvars.iv.next52 = add nuw nsw i64 %indvars.iv51, 1
  %32 = icmp ult i64 %indvars.iv.next52, %23
  %33 = and i1 %31, %32
  br i1 %33, label %24, label %._crit_edge45.us, !llvm.loop !12

._crit_edge45.us:                                 ; preds = %24
  %34 = add nuw nsw i32 %.029.us, 1
  br i1 %31, label %.split48.us, label %.lr.ph44.us, !llvm.loop !13

.split48.us:                                      ; preds = %._crit_edge45.us, %21
  %.us-phi = phi i32 [ 2, %21 ], [ %.029.us, %._crit_edge45.us ]
  ret i32 %.us-phi
}

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 = !{!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}
!13 = distinct !{!13, !10}


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