; LLVM IR from abhisheknaiidu/dsa :: Other/Hackerrank/Fibonacci-Finding.ll (Z3mulPA3_xS0_x)

; 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"

; 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 void @_Z3mulPA3_xS0_x(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i64 noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i64, align 8
  %15 = alloca i64, align 8
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %2, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %16 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %17 = add nsw i64 %16, 1
  %18 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %19 = add nsw i64 %18, 1
  %20 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %20, ptr %7, align 8
  %21 = mul nuw i64 %17, %19
  %22 = alloca i64, i64 %21, align 16
  store i64 %17, ptr %8, align 8
  store i64 %19, ptr %9, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  store i64 1, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  br label %23

23:                                               ; preds = %75, %3
  %24 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %25 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %26 = icmp sle i64 %24, %25
  br i1 %26, label %28, label %27

27:                                               ; preds = %23
  store i32 2, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  br label %78

28:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #3
  store i64 1, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  br label %29

29:                                               ; preds = %71, %28
  %30 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %31 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %32 = icmp sle i64 %30, %31
  br i1 %32, label %34, label %33

33:                                               ; preds = %29
  store i32 5, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #3
  br label %74

34:                                               ; preds = %29
  %35 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %36 = mul nsw i64 %35, %19
  %37 = getelementptr inbounds i64, ptr %22, i64 %36
  %38 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %39 = getelementptr inbounds i64, ptr %37, i64 %38
  store i64 0, ptr %39, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #3
  store i64 1, ptr %13, align 8, !tbaa !9
  br label %40

40:                                               ; preds = %67, %34
  %41 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !9
  %42 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %43 = icmp sle i64 %41, %42
  br i1 %43, label %45, label %44

44:                                               ; preds = %40
  store i32 8, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #3
  br label %70

45:                                               ; preds = %40
  %46 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %48 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %46, i64 %47
  %49 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !9
  %50 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %48, i64 0, i64 %49
  %51 = load i64, ptr %50, align 8, !tbaa !9
  %52 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !9
  %54 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %52, i64 %53
  %55 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %56 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %54, i64 0, i64 %55
  %57 = load i64, ptr %56, align 8, !tbaa !9
  %58 = mul nsw i64 %51, %57
  %59 = srem i64 %58, 1000000007
  %60 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %61 = mul nsw i64 %60, %19
  %62 = getelementptr inbounds i64, ptr %22, i64 %61
  %63 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %64 = getelementptr inbounds i64, ptr %62, i64 %63
  %65 = load i64, ptr %64, align 8, !tbaa !9
  %66 = add nsw i64 %65, %59
  store i64 %66, ptr %64, align 8, !tbaa !9
  br label %67

67:                                               ; preds = %45
  %68 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !9
  %69 = add nsw i64 %68, 1
  store i64 %69, ptr %13, align 8, !tbaa !9
  br label %40, !llvm.loop !11

70:                                               ; preds = %44
  br label %71

71:                                               ; preds = %70
  %72 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %73 = add nsw i64 %72, 1
  store i64 %73, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  br label %29, !llvm.loop !13

74:                                               ; preds = %33
  br label %75

75:                                               ; preds = %74
  %76 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %77 = add nsw i64 %76, 1
  store i64 %77, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  br label %23, !llvm.loop !14

78:                                               ; preds = %27
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %14) #3
  store i64 1, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  br label %79

79:                                               ; preds = %107, %78
  %80 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %81 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %82 = icmp sle i64 %80, %81
  br i1 %82, label %84, label %83

83:                                               ; preds = %79
  store i32 11, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %14) #3
  br label %110

84:                                               ; preds = %79
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #3
  store i64 1, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  br label %85

85:                                               ; preds = %103, %84
  %86 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %87 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %88 = icmp sle i64 %86, %87
  br i1 %88, label %90, label %89

89:                                               ; preds = %85
  store i32 14, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #3
  br label %106

90:                                               ; preds = %85
  %91 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %92 = mul nsw i64 %91, %19
  %93 = getelementptr inbounds i64, ptr %22, i64 %92
  %94 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %95 = getelementptr inbounds i64, ptr %93, i64 %94
  %96 = load i64, ptr %95, align 8, !tbaa !9
  %97 = srem i64 %96, 1000000007
  %98 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %100 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %98, i64 %99
  %101 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %102 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %100, i64 0, i64 %101
  store i64 %97, ptr %102, align 8, !tbaa !9
  br label %103

103:                                              ; preds = %90
  %104 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %105 = add nsw i64 %104, 1
  store i64 %105, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  br label %85, !llvm.loop !15

106:                                              ; preds = %89
  br label %107

107:                                              ; preds = %106
  %108 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %109 = add nsw i64 %108, 1
  store i64 %109, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  br label %79, !llvm.loop !16

110:                                              ; preds = %83
  %111 = load ptr, ptr %7, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %111)
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !12}
!16 = distinct !{!16, !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"

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z3mulPA3_xS0_x(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, i64 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add i64 %2, 1
  %5 = mul nuw i64 %4, %4
  %6 = alloca i64, i64 %5, align 16
  %.not49 = icmp slt i64 %2, 1
  br i1 %.not49, label %._crit_edge57, label %.preheader42.preheader

.preheader42.preheader:                           ; preds = %3
  %7 = add nsw i64 %2, -1
  %xtraiter = and i64 %2, 1
  %8 = icmp eq i64 %7, 0
  %unroll_iter = and i64 %2, 9223372036854775806
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br label %.preheader42

.preheader42:                                     ; preds = %.preheader42.preheader, %._crit_edge48.split
  %.03550 = phi i64 [ %12, %._crit_edge48.split ], [ 1, %.preheader42.preheader ]
  %9 = mul nuw nsw i64 %.03550, %4
  %10 = getelementptr inbounds i64, ptr %6, i64 %9
  br label %.lr.ph

.preheader41:                                     ; preds = %._crit_edge48.split
  br i1 %.not49, label %._crit_edge57, label %.preheader.preheader

.preheader.preheader:                             ; preds = %.preheader41
  %xtraiter64 = and i64 %2, 1
  %11 = icmp eq i64 %7, 0
  %unroll_iter66 = and i64 %2, 9223372036854775806
  %lcmp.mod65.not = icmp eq i64 %xtraiter64, 0
  br label %.preheader

._crit_edge48.split:                              ; preds = %._crit_edge
  %12 = add nuw i64 %.03550, 1
  %exitcond59.not = icmp eq i64 %.03550, %2
  br i1 %exitcond59.not, label %.preheader41, label %.preheader42, !llvm.loop !5

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader42, %._crit_edge
  %.03446 = phi i64 [ 1, %.preheader42 ], [ %21, %._crit_edge ]
  %13 = getelementptr inbounds i64, ptr %10, i64 %.03446
  br i1 %8, label %._crit_edge.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

._crit_edge.unr-lcssa:                            ; preds = %.lr.ph.new, %.lr.ph
  %.lcssa.ph = phi i64 [ poison, %.lr.ph ], [ %37, %.lr.ph.new ]
  %.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %37, %.lr.ph.new ]
  %.03344.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph ], [ %38, %.lr.ph.new ]
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %._crit_edge.epilog-lcssa

._crit_edge.epilog-lcssa:                         ; preds = %._crit_edge.unr-lcssa
  %14 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %0, i64 %.03550, i64 %.03344.unr
  %15 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !7
  %16 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %1, i64 %.03344.unr, i64 %.03446
  %17 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !7
  %18 = mul nsw i64 %17, %15
  %19 = srem i64 %18, 1000000007
  %20 = add nsw i64 %19, %.unr
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.unr-lcssa, %._crit_edge.epilog-lcssa
  %.lcssa = phi i64 [ %.lcssa.ph, %._crit_edge.unr-lcssa ], [ %20, %._crit_edge.epilog-lcssa ]
  store i64 %.lcssa, ptr %13, align 8, !tbaa !7
  %21 = add nuw i64 %.03446, 1
  %exitcond58.not = icmp eq i64 %.03446, %2
  br i1 %exitcond58.not, label %._crit_edge48.split, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.new
  %22 = phi i64 [ %37, %.lr.ph.new ], [ 0, %.lr.ph ]
  %.03344 = phi i64 [ %38, %.lr.ph.new ], [ 1, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ %niter.next.1, %.lr.ph.new ], [ 0, %.lr.ph ]
  %23 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %0, i64 %.03550, i64 %.03344
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !7
  %25 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %1, i64 %.03344, i64 %.03446
  %26 = load i64, ptr %25, align 8, !tbaa !7
  %27 = mul nsw i64 %26, %24
  %28 = srem i64 %27, 1000000007
  %29 = add nsw i64 %28, %22
  %30 = add nuw i64 %.03344, 1
  %31 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %0, i64 %.03550, i64 %30
  %32 = load i64, ptr %31, align 8, !tbaa !7
  %33 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %1, i64 %30, i64 %.03446
  %34 = load i64, ptr %33, align 8, !tbaa !7
  %35 = mul nsw i64 %34, %32
  %36 = srem i64 %35, 1000000007
  %37 = add nsw i64 %36, %29
  %38 = add nuw i64 %.03344, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.unr-lcssa, label %.lr.ph.new, !llvm.loop !12

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.preheader, %._crit_edge54
  %.03256 = phi i64 [ %45, %._crit_edge54 ], [ 1, %.preheader.preheader ]
  %39 = mul nuw nsw i64 %.03256, %4
  %40 = getelementptr inbounds i64, ptr %6, i64 %39
  br i1 %11, label %._crit_edge54.unr-lcssa, label %.preheader.new

._crit_edge57:                                    ; preds = %._crit_edge54, %3, %.preheader41
  ret void

._crit_edge54.unr-lcssa:                          ; preds = %.preheader.new, %.preheader
  %.052.unr = phi i64 [ 1, %.preheader ], [ %55, %.preheader.new ]
  br i1 %lcmp.mod65.not, label %._crit_edge54, label %._crit_edge54.epilog-lcssa

._crit_edge54.epilog-lcssa:                       ; preds = %._crit_edge54.unr-lcssa
  %41 = getelementptr inbounds i64, ptr %40, i64 %.052.unr
  %42 = load i64, ptr %41, align 8, !tbaa !7
  %43 = srem i64 %42, 1000000007
  %44 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %0, i64 %.03256, i64 %.052.unr
  store i64 %43, ptr %44, align 8, !tbaa !7
  br label %._crit_edge54

._crit_edge54:                                    ; preds = %._crit_edge54.unr-lcssa, %._crit_edge54.epilog-lcssa
  %45 = add nuw i64 %.03256, 1
  %exitcond61.not = icmp eq i64 %.03256, %2
  br i1 %exitcond61.not, label %._crit_edge57, label %.preheader, !llvm.loop !13

.preheader.new:                                   ; preds = %.preheader, %.preheader.new
  %.052 = phi i64 [ %55, %.preheader.new ], [ 1, %.preheader ]
  %niter67 = phi i64 [ %niter67.next.1, %.preheader.new ], [ 0, %.preheader ]
  %46 = getelementptr inbounds i64, ptr %40, i64 %.052
  %47 = load i64, ptr %46, align 8, !tbaa !7
  %48 = srem i64 %47, 1000000007
  %49 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %0, i64 %.03256, i64 %.052
  store i64 %48, ptr %49, align 8, !tbaa !7
  %50 = add nuw i64 %.052, 1
  %51 = getelementptr inbounds i64, ptr %40, i64 %50
  %52 = load i64, ptr %51, align 8, !tbaa !7
  %53 = srem i64 %52, 1000000007
  %54 = getelementptr inbounds [3 x i64], ptr %0, i64 %.03256, i64 %50
  store i64 %53, ptr %54, align 8, !tbaa !7
  %55 = add nuw i64 %.052, 2
  %niter67.next.1 = add i64 %niter67, 2
  %niter67.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter67.next.1, %unroll_iter66
  br i1 %niter67.ncmp.1, label %._crit_edge54.unr-lcssa, label %.preheader.new, !llvm.loop !14
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) 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 = !{!"long long", !9, i64 0}
!9 = !{!"omnipotent char", !10, i64 0}
!10 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!11 = distinct !{!11, !6}
!12 = distinct !{!12, !6}
!13 = distinct !{!13, !6}
!14 = distinct !{!14, !6}


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