; LLVM IR from DionysiosB/CodeForces :: 0900-0999 (932C-PermutationCycle)

; 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [12 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress norecurse uwtable
define dso_local noundef i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i64, align 8
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %2) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #3
  %12 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #3
  store i64 -1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #3
  store i64 -1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #3
  store i64 0, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %13

13:                                               ; preds = %35, %0
  %14 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %15 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %16 = icmp sle i64 %14, %15
  br i1 %16, label %18, label %17

17:                                               ; preds = %13
  store i32 2, ptr %8, align 4
  br label %39

18:                                               ; preds = %13
  %19 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %20 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %21 = sub nsw i64 %19, %20
  %22 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = srem i64 %21, %22
  %24 = icmp eq i64 %23, 0
  br i1 %24, label %25, label %34

25:                                               ; preds = %18
  %26 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %28 = sdiv i64 %26, %27
  store i64 %28, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %31 = sub nsw i64 %29, %30
  %32 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %33 = sdiv i64 %31, %32
  store i64 %33, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 2, ptr %8, align 4
  br label %39

34:                                               ; preds = %18
  br label %35

35:                                               ; preds = %34
  %36 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %37 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %38 = add nsw i64 %37, %36
  store i64 %38, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %13, !llvm.loop !9

39:                                               ; preds = %25, %17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #3
  br label %40

40:                                               ; preds = %39
  %41 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %42 = icmp slt i64 %41, 0
  br i1 %42, label %46, label %43

43:                                               ; preds = %40
  %44 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %45 = icmp slt i64 %44, 0
  br i1 %45, label %46, label %48

46:                                               ; preds = %43, %40
  %47 = call i32 @puts(ptr noundef @.str.1)
  store i32 0, ptr %1, align 4
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %99

48:                                               ; preds = %43
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  store i64 1, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %49

49:                                               ; preds = %69, %48
  %50 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %51 = add nsw i64 %50, -1
  store i64 %51, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %52 = icmp ne i64 %50, 0
  br i1 %52, label %53, label %73

53:                                               ; preds = %49
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  store i64 1, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %54

54:                                               ; preds = %66, %53
  %55 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %57 = icmp sle i64 %55, %56
  br i1 %57, label %59, label %58

58:                                               ; preds = %54
  store i32 7, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  br label %69

59:                                               ; preds = %54
  %60 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %63 = srem i64 %61, %62
  %64 = add nsw i64 %60, %63
  %65 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2, i64 noundef %64)
  br label %66

66:                                               ; preds = %59
  %67 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %68 = add nsw i64 %67, 1
  store i64 %68, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %54, !llvm.loop !11

69:                                               ; preds = %58
  %70 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %72 = add nsw i64 %71, %70
  store i64 %72, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %49, !llvm.loop !12

73:                                               ; preds = %49
  br label %74

74:                                               ; preds = %94, %73
  %75 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %76 = add nsw i64 %75, -1
  store i64 %76, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %77 = icmp ne i64 %75, 0
  br i1 %77, label %78, label %98

78:                                               ; preds = %74
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  store i64 1, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %79

79:                                               ; preds = %91, %78
  %80 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %81 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %82 = icmp sle i64 %80, %81
  br i1 %82, label %84, label %83

83:                                               ; preds = %79
  store i32 12, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  br label %94

84:                                               ; preds = %79
  %85 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %86 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %88 = srem i64 %86, %87
  %89 = add nsw i64 %85, %88
  %90 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.2, i64 noundef %89)
  br label %91

91:                                               ; preds = %84
  %92 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %93 = add nsw i64 %92, 1
  store i64 %93, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %79, !llvm.loop !13

94:                                               ; preds = %83
  %95 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %96 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %97 = add nsw i64 %96, %95
  store i64 %97, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  br label %74, !llvm.loop !14

98:                                               ; preds = %74
  store i32 0, ptr %1, align 4
  store i32 1, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  br label %99

99:                                               ; preds = %98, %46
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %2) #3
  %100 = load i32, ptr %1, align 4
  ret i32 %100
}

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

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr noundef, ...) #2

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

declare i32 @puts(ptr noundef) #2

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #2

attributes #0 = { mustprogress norecurse 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 = { "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 #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 = !{!"long", !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}
!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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [12 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [3 x i8], align 1
@.str.2 = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = alloca i64, align 8
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %1) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %3) #3
  %4 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %1, ptr noundef nonnull %2, ptr noundef nonnull %3)
  %5 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %.not46 = icmp slt i64 %5, 0
  br i1 %.not46, label %.loopexit41, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %0
  %6 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %7 = load i64, ptr %2, align 8
  br label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph, %15
  %.02347 = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %16, %15 ]
  %9 = sub nsw i64 %5, %.02347
  %10 = srem i64 %9, %6
  %11 = sdiv i64 %9, %6
  %12 = icmp eq i64 %10, 0
  br i1 %12, label %13, label %15

13:                                               ; preds = %8
  %14 = sdiv i64 %.02347, %7
  br label %.loopexit41

15:                                               ; preds = %8
  %16 = add nsw i64 %7, %.02347
  %.not = icmp sgt i64 %16, %5
  br i1 %.not, label %.loopexit41, label %8, !llvm.loop !9

.loopexit41:                                      ; preds = %15, %0, %13
  %.026 = phi i64 [ %14, %13 ], [ -1, %0 ], [ -1, %15 ]
  %.024 = phi i64 [ %11, %13 ], [ -1, %0 ], [ -1, %15 ]
  %17 = or i64 %.024, %.026
  %or.cond.not = icmp sgt i64 %17, -1
  br i1 %or.cond.not, label %.preheader40, label %22

.preheader40:                                     ; preds = %.loopexit41
  %.not3451 = icmp eq i64 %.026, 0
  br i1 %.not3451, label %.preheader38, label %.preheader39.lr.ph

.preheader39.lr.ph:                               ; preds = %.preheader40
  %18 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %19 = icmp slt i64 %18, 1
  br i1 %19, label %.preheader39.lr.ph.split.us, label %.preheader39

.preheader39.lr.ph.split.us:                      ; preds = %.preheader39.lr.ph
  %20 = mul i64 %.026, %18
  %21 = add i64 %20, 1
  br label %.preheader38

22:                                               ; preds = %.loopexit41
  %23 = call i32 @puts(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1)
  br label %.loopexit

.preheader39:                                     ; preds = %.preheader39.lr.ph, %._crit_edge
  %24 = phi i64 [ %28, %._crit_edge ], [ %18, %.preheader39.lr.ph ]
  %.in = phi i64 [ %25, %._crit_edge ], [ %.026, %.preheader39.lr.ph ]
  %.02252 = phi i64 [ %29, %._crit_edge ], [ 1, %.preheader39.lr.ph ]
  %25 = add nsw i64 %.in, -1
  %.not3748 = icmp slt i64 %24, 1
  br i1 %.not3748, label %._crit_edge, label %.lr.ph50

.preheader38:                                     ; preds = %._crit_edge, %.preheader39.lr.ph.split.us, %.preheader40
  %.022.lcssa = phi i64 [ 1, %.preheader40 ], [ %21, %.preheader39.lr.ph.split.us ], [ %29, %._crit_edge ]
  %.not3559 = icmp eq i64 %.024, 0
  %26 = load i64, ptr %3, align 8
  %27 = icmp slt i64 %26, 1
  %or.cond = select i1 %.not3559, i1 true, i1 %27
  br i1 %or.cond, label %.loopexit, label %.preheader

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph50, %.preheader39
  %28 = phi i64 [ %24, %.preheader39 ], [ %35, %.lr.ph50 ]
  %29 = add nsw i64 %28, %.02252
  %.not34 = icmp eq i64 %25, 0
  br i1 %.not34, label %.preheader38, label %.preheader39, !llvm.loop !11

.lr.ph50:                                         ; preds = %.preheader39, %.lr.ph50
  %30 = phi i64 [ %35, %.lr.ph50 ], [ %24, %.preheader39 ]
  %.02149 = phi i64 [ %34, %.lr.ph50 ], [ 1, %.preheader39 ]
  %31 = srem i64 %.02149, %30
  %32 = add nsw i64 %31, %.02252
  %33 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.2, i64 noundef %32)
  %34 = add nuw nsw i64 %.02149, 1
  %35 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %.not37.not = icmp slt i64 %.02149, %35
  br i1 %.not37.not, label %.lr.ph50, label %._crit_edge, !llvm.loop !13

.preheader:                                       ; preds = %.preheader38, %._crit_edge57
  %36 = phi i64 [ %38, %._crit_edge57 ], [ %26, %.preheader38 ]
  %.in70 = phi i64 [ %37, %._crit_edge57 ], [ %.024, %.preheader38 ]
  %.160 = phi i64 [ %39, %._crit_edge57 ], [ %.022.lcssa, %.preheader38 ]
  %37 = add nsw i64 %.in70, -1
  %.not3654 = icmp slt i64 %36, 1
  br i1 %.not3654, label %._crit_edge57, label %.lr.ph56

._crit_edge57:                                    ; preds = %.lr.ph56, %.preheader
  %38 = phi i64 [ %36, %.preheader ], [ %45, %.lr.ph56 ]
  %39 = add nsw i64 %38, %.160
  %.not35 = icmp eq i64 %37, 0
  br i1 %.not35, label %.loopexit, label %.preheader, !llvm.loop !14

.lr.ph56:                                         ; preds = %.preheader, %.lr.ph56
  %40 = phi i64 [ %45, %.lr.ph56 ], [ %36, %.preheader ]
  %.055 = phi i64 [ %44, %.lr.ph56 ], [ 1, %.preheader ]
  %41 = srem i64 %.055, %40
  %42 = add nsw i64 %41, %.160
  %43 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.2, i64 noundef %42)
  %44 = add nuw nsw i64 %.055, 1
  %45 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %.not36.not = icmp slt i64 %.055, %45
  br i1 %.not36.not, label %.lr.ph56, label %._crit_edge57, !llvm.loop !15

.loopexit:                                        ; preds = %._crit_edge57, %.preheader38, %22
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %3) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %1) #3
  ret i32 0
}

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

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @__isoc99_scanf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

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

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @puts(ptr nocapture noundef readonly) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #2

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse 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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nofree nounwind "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 #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 = !{!"long", !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}
!12 = !{!"llvm.loop.unswitch.partial.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10, !12}
!15 = distinct !{!15, !10}


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