; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/5306.ll (Z7initNTTi)

; 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"

@w = external dso_local global [524291 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 void @_Z7initNTTi(i32 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  store i32 0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %7

7:                                                ; preds = %13, %1
  %8 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %9 = shl i32 1, %8
  %10 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp slt i32 %9, %10
  br i1 %11, label %12, label %16

12:                                               ; preds = %7
  br label %13

13:                                               ; preds = %12
  %14 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %15 = add nsw i32 %14, 1
  store i32 %15, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %7, !llvm.loop !9

16:                                               ; preds = %7
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  %17 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %18 = shl i32 1, %17
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr @w, i64 %19
  store ptr %20, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %21 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 0
  store i32 1, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %24 = ashr i32 1004535808, %23
  %25 = call noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef 3, i32 noundef %24)
  %26 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 1
  store i32 %25, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 2, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %28

28:                                               ; preds = %53, %16
  %29 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %31 = shl i32 1, %30
  %32 = icmp slt i32 %29, %31
  br i1 %32, label %34, label %33

33:                                               ; preds = %28
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %56

34:                                               ; preds = %28
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %36 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %37 = sub nsw i32 %36, 1
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %42, i64 1
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = mul nsw i64 %41, %45
  %47 = srem i64 %46, 1004535809
  %48 = trunc i64 %47 to i32
  %49 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !11
  %50 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %49, i64 %51
  store i32 %48, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  br label %53

53:                                               ; preds = %34
  %54 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  store i32 %55, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %28, !llvm.loop !13

56:                                               ; preds = %33
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %57 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %58 = shl i32 1, %57
  %59 = sub nsw i32 %58, 1
  store i32 %59, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %60

60:                                               ; preds = %73, %56
  %61 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %62 = icmp sgt i32 %61, 0
  br i1 %62, label %64, label %63

63:                                               ; preds = %60
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %76

64:                                               ; preds = %60
  %65 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %66 = shl i32 %65, 1
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %71
  store i32 %69, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  br label %73

73:                                               ; preds = %64
  %74 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %74, -1
  store i32 %75, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %60, !llvm.loop !14

76:                                               ; preds = %63
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  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" }
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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"any pointer", !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"

@w = external dso_local local_unnamed_addr global [524291 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 void @_Z7initNTTi(i32 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  br label %2

2:                                                ; preds = %2, %1
  %.020 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %5, %2 ]
  %3 = shl nuw i32 1, %.020
  %4 = icmp slt i32 %3, %0
  %5 = add nuw nsw i32 %.020, 1
  br i1 %4, label %2, label %6, !llvm.loop !5

6:                                                ; preds = %2
  %7 = sext i32 %3 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr @w, i64 %7
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !7
  %9 = lshr i32 1004535808, %.020
  %10 = tail call noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef 3, i32 noundef %9)
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %8, i64 4
  store i32 %10, ptr %11, align 4, !tbaa !7
  %12 = icmp sgt i32 %3, 2
  br i1 %12, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %6
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %3 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %load_initial = load i32, ptr %11, align 4
  %13 = and i64 %wide.trip.count, 2147483646
  %14 = add nsw i64 %13, -4
  br label %.lr.ph

.preheader.loopexit.unr-lcssa:                    ; preds = %.lr.ph
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.preheader.loopexit.unr-lcssa
  %15 = getelementptr i32, ptr %8, i64 %indvars.iv.next.1
  %16 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !7
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = mul nsw i64 %41, %17
  %19 = srem i64 %18, 1004535809
  %20 = trunc nsw i64 %19 to i32
  store i32 %20, ptr %15, align 4, !tbaa !7
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph.epil, %.preheader.loopexit.unr-lcssa, %6
  %21 = icmp sgt i32 %3, 1
  br i1 %21, label %.lr.ph24.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph24.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %22 = add nuw nsw i64 %7, 3
  %23 = add nsw i64 %7, -2
  %xtraiter29 = and i64 %22, 3
  %lcmp.mod30.not = icmp eq i64 %xtraiter29, 0
  br i1 %lcmp.mod30.not, label %.lr.ph24.prol.loopexit, label %.lr.ph24.prol

.lr.ph24.prol:                                    ; preds = %.lr.ph24.preheader, %.lr.ph24.prol
  %indvars.iv26.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next27.prol, %.lr.ph24.prol ], [ %7, %.lr.ph24.preheader ]
  %prol.iter = phi i64 [ %prol.iter.next, %.lr.ph24.prol ], [ 0, %.lr.ph24.preheader ]
  %indvars.iv.next27.prol = add nsw i64 %indvars.iv26.prol, -1
  %indvars.iv.next27.tr.prol = trunc i64 %indvars.iv.next27.prol to i32
  %24 = shl i32 %indvars.iv.next27.tr.prol, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 8, !tbaa !7
  %28 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %indvars.iv.next27.prol
  store i32 %27, ptr %28, align 4, !tbaa !7
  %prol.iter.next = add i64 %prol.iter, 1
  %prol.iter.cmp.not = icmp eq i64 %prol.iter.next, %xtraiter29
  br i1 %prol.iter.cmp.not, label %.lr.ph24.prol.loopexit, label %.lr.ph24.prol, !llvm.loop !11

.lr.ph24.prol.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph24.prol, %.lr.ph24.preheader
  %indvars.iv26.unr = phi i64 [ %7, %.lr.ph24.preheader ], [ %indvars.iv.next27.prol, %.lr.ph24.prol ]
  %29 = icmp ult i64 %23, 3
  br i1 %29, label %._crit_edge, label %.lr.ph24

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %store_forwarded = phi i32 [ %load_initial, %.lr.ph.preheader ], [ %42, %.lr.ph ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 2, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %niter.next.1, %.lr.ph ]
  %30 = getelementptr i32, ptr %8, i64 %indvars.iv
  %31 = sext i32 %store_forwarded to i64
  %32 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !7
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = mul nsw i64 %33, %31
  %35 = srem i64 %34, 1004535809
  %36 = trunc nsw i64 %35 to i32
  store i32 %36, ptr %30, align 4, !tbaa !7
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %37 = getelementptr i32, ptr %8, i64 %indvars.iv.next
  %38 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !7
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = mul nsw i64 %35, %39
  %41 = srem i64 %40, 1004535809
  %42 = trunc nsw i64 %41 to i32
  store i32 %42, ptr %37, align 4, !tbaa !7
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter, %14
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph24.prol.loopexit, %.lr.ph24, %.preheader
  ret void

.lr.ph24:                                         ; preds = %.lr.ph24.prol.loopexit, %.lr.ph24
  %indvars.iv26 = phi i64 [ %indvars.iv.next27.3, %.lr.ph24 ], [ %indvars.iv26.unr, %.lr.ph24.prol.loopexit ]
  %indvars.iv.next27 = add nsw i64 %indvars.iv26, -1
  %indvars.iv.next27.tr = trunc i64 %indvars.iv.next27 to i32
  %43 = shl i32 %indvars.iv.next27.tr, 1
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 8, !tbaa !7
  %47 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %indvars.iv.next27
  store i32 %46, ptr %47, align 4, !tbaa !7
  %indvars.iv.next27.1 = add nsw i64 %indvars.iv26, -2
  %indvars.iv.next27.tr.1 = trunc i64 %indvars.iv.next27.1 to i32
  %48 = shl i32 %indvars.iv.next27.tr.1, 1
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 8, !tbaa !7
  %52 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %indvars.iv.next27.1
  store i32 %51, ptr %52, align 4, !tbaa !7
  %indvars.iv.next27.2 = add nsw i64 %indvars.iv26, -3
  %indvars.iv.next27.tr.2 = trunc i64 %indvars.iv.next27.2 to i32
  %53 = shl i32 %indvars.iv.next27.tr.2, 1
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 8, !tbaa !7
  %57 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %indvars.iv.next27.2
  store i32 %56, ptr %57, align 4, !tbaa !7
  %indvars.iv.next27.3 = add nsw i64 %indvars.iv26, -4
  %indvars.iv.next27.tr.3 = trunc i64 %indvars.iv.next27.3 to i32
  %58 = shl i32 %indvars.iv.next27.tr.3, 1
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 8, !tbaa !7
  %62 = getelementptr inbounds [524291 x i32], ptr @w, i64 0, i64 %indvars.iv.next27.3
  store i32 %61, ptr %62, align 4, !tbaa !7
  %63 = icmp sgt i64 %indvars.iv26, 5
  br i1 %63, label %.lr.ph24, label %._crit_edge, !llvm.loop !14
}

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 = !{!"int", !9, i64 0}
!9 = !{!"omnipotent char", !10, i64 0}
!10 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!13 = distinct !{!13, !6}
!14 = distinct !{!14, !6}


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