; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: codeforces/complete/1033D.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"

@pr = external dso_local global [1000001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

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

; Function Attrs: mustprogress nounwind 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 i64, align 8
  %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 %107

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 %107

22:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  store i64 0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %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 i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %35 = add nsw i64 %34, 1
  store i64 %35, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %25, !llvm.loop !9

36:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  br label %37

37:                                               ; preds = %100, %36
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [1000001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !11
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %44 = icmp slt i64 %42, %43
  br i1 %44, label %45, label %51

45:                                               ; preds = %37
  %46 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [1000001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !11
  %50 = icmp slt i32 %49, 25
  br label %51

51:                                               ; preds = %45, %37
  %52 = phi i1 [ false, %37 ], [ %50, %45 ]
  br i1 %52, label %54, label %53

53:                                               ; preds = %51
  store i32 5, ptr %7, align 4
  br label %103

54:                                               ; preds = %51
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %55 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [1000001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !11
  %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) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  br label %63

63:                                               ; preds = %87, %54
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %67 = icmp slt i64 %65, %66
  br i1 %67, label %69, label %68

68:                                               ; preds = %63
  store i32 8, ptr %7, align 4
  br label %90

69:                                               ; preds = %63
  %70 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %73 = call noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(i64 noundef %70, i64 noundef %71, i64 noundef %72)
  store i64 %73, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %75 = icmp eq i64 %74, 1
  br i1 %75, label %76, label %85

76:                                               ; preds = %69
  %77 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %78 = icmp ne i64 %77, 1
  br i1 %78, label %79, label %85

79:                                               ; preds = %76
  %80 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %81 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %82 = sub nsw i64 %81, 1
  %83 = icmp ne i64 %80, %82
  br i1 %83, label %84, label %85

84:                                               ; preds = %79
  store i1 false, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %90

85:                                               ; preds = %79, %76, %69
  %86 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i64 %86, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %87

87:                                               ; preds = %85
  %88 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr %10, align 4, !tbaa !11
  br label %63, !llvm.loop !13

90:                                               ; preds = %84, %68
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %91 = load i32, ptr %7, align 4
  switch i32 %91, label %97 [
    i32 8, label %92
  ]

92:                                               ; preds = %90
  %93 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %94 = icmp ne i64 %93, 1
  br i1 %94, label %95, label %96

95:                                               ; preds = %92
  store i1 false, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %97

96:                                               ; preds = %92
  store i32 0, ptr %7, align 4
  br label %97

97:                                               ; preds = %96, %95, %90
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %98 = load i32, ptr %7, align 4
  switch i32 %98, label %103 [
    i32 0, label %99
  ]

99:                                               ; preds = %97
  br label %100

100:                                              ; preds = %99
  %101 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  store i32 %102, ptr %6, align 4, !tbaa !11
  br label %37, !llvm.loop !14

103:                                              ; preds = %97, %53
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %104 = load i32, ptr %7, align 4
  switch i32 %104, label %106 [
    i32 5, label %105
  ]

105:                                              ; preds = %103
  store i1 true, ptr %2, align 1
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %106

106:                                              ; preds = %105, %103
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  br label %107

107:                                              ; preds = %106, %21, %13
  %108 = load i1, ptr %2, align 1
  ret i1 %108
}

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

@pr = external dso_local local_unnamed_addr global [1000001 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(i64 noundef, i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

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

; Function Attrs: mustprogress nounwind 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.cond46 = or i1 %4, %.not
  br i1 %or.cond46, 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 @pr, align 16, !tbaa !5
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = icmp slt i64 %8, %0
  %10 = icmp slt i32 %7, 25
  %or.cond4767 = and i1 %10, %9
  br i1 %or.cond4767, label %.lr.ph69, label %.critedge

.lr.ph69:                                         ; preds = %.preheader
  %.not4462.not = icmp eq i64 %25, 0
  br i1 %.not4462.not, label %.critedge50, label %.lr.ph65.us

.lr.ph65.us:                                      ; preds = %.lr.ph69, %13
  %indvars.iv79 = phi i64 [ %indvars.iv.next80, %13 ], [ 0, %.lr.ph69 ]
  %11 = phi i64 [ %16, %13 ], [ %8, %.lr.ph69 ]
  %12 = tail call noundef i64 @_Z7mod_powxxx(i64 noundef %11, i64 noundef %24, i64 noundef %0)
  br label %20

13:                                               ; preds = %..critedge50_crit_edge.us
  %indvars.iv.next80 = add nuw nsw i64 %indvars.iv79, 1
  %14 = getelementptr inbounds [1000001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %indvars.iv.next80
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = icmp slt i64 %16, %0
  %18 = icmp slt i32 %15, 25
  %or.cond47.us = and i1 %18, %17
  br i1 %or.cond47.us, label %.lr.ph65.us, label %.critedge, !llvm.loop !9

19:                                               ; preds = %20
  %indvars.iv.next = add nuw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv, %.03959
  br i1 %exitcond.not, label %..critedge50_crit_edge.us, label %20, !llvm.loop !11

20:                                               ; preds = %.lr.ph65.us, %19
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph65.us ], [ %indvars.iv.next, %19 ]
  %.03363.us = phi i64 [ %12, %.lr.ph65.us ], [ %21, %19 ]
  %21 = tail call noundef i64 @_Z7mod_mulxxx(i64 noundef %.03363.us, i64 noundef %.03363.us, i64 noundef %0)
  %22 = icmp ne i64 %21, 1
  %23 = icmp eq i64 %.03363.us, 1
  %or.cond.not55.us = or i1 %23, %22
  %.not43.us = icmp eq i64 %.03363.us, %6
  %or.cond48.us = select i1 %or.cond.not55.us, i1 true, i1 %.not43.us
  br i1 %or.cond48.us, label %19, label %.critedge

..critedge50_crit_edge.us:                        ; preds = %19
  %.not45.old.us = icmp eq i64 %21, 1
  br i1 %.not45.old.us, label %13, label %.critedge

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %.03860 = phi i64 [ %24, %.lr.ph ], [ %6, %.lr.ph.preheader ]
  %.03959 = phi i64 [ %25, %.lr.ph ], [ 0, %.lr.ph.preheader ]
  %24 = lshr exact i64 %.03860, 1
  %25 = add i64 %.03959, 1
  %26 = and i64 %.03860, 2
  %.not42 = icmp eq i64 %26, 0
  br i1 %.not42, label %.lr.ph, label %.preheader, !llvm.loop !12

27:                                               ; preds = %.critedge50
  %indvars.iv.next83 = add nuw nsw i64 %indvars.iv82, 1
  %28 = getelementptr inbounds [1000001 x i32], ptr @pr, i64 0, i64 %indvars.iv.next83
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = icmp slt i64 %30, %0
  %32 = icmp slt i32 %29, 25
  %or.cond47 = and i1 %32, %31
  br i1 %or.cond47, label %.critedge50, label %.critedge, !llvm.loop !9

.critedge50:                                      ; preds = %.lr.ph69, %27
  %indvars.iv82 = phi i64 [ %indvars.iv.next83, %27 ], [ 0, %.lr.ph69 ]
  %33 = phi i64 [ %30, %27 ], [ %8, %.lr.ph69 ]
  %34 = tail call noundef i64 @_Z7mod_powxxx(i64 noundef %33, i64 noundef %24, i64 noundef %0)
  %.not45.old = icmp eq i64 %34, 1
  br i1 %.not45.old, label %27, label %.critedge

.critedge:                                        ; preds = %13, %..critedge50_crit_edge.us, %20, %27, %.critedge50, %.preheader, %3, %1
  %.5 = phi i1 [ true, %1 ], [ false, %3 ], [ true, %.preheader ], [ %.not45.old, %.critedge50 ], [ %.not45.old, %27 ], [ false, %20 ], [ %.not45.old.us, %..critedge50_crit_edge.us ], [ %.not45.old.us, %13 ]
  ret i1 %.5
}

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}


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