; LLVM IR from DionysiosB/CodeForces :: 0700-0799 (740A-AlyonaAndCopybooks)

; 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 [20 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [6 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
  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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #3
  %7 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4, ptr noundef %5)
  %8 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %9 = srem i64 %8, 4
  store i64 %9, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #3
  store i64 0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %10 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i64 %10, 1
  br i1 %11, label %12, label %37

12:                                               ; preds = %0
  %13 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %14 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %15 = mul nsw i64 3, %14
  %16 = icmp slt i64 %13, %15
  br i1 %16, label %17, label %19

17:                                               ; preds = %12
  %18 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %22

19:                                               ; preds = %12
  %20 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %21 = mul nsw i64 3, %20
  br label %22

22:                                               ; preds = %19, %17
  %23 = phi i64 [ %18, %17 ], [ %21, %19 ]
  store i64 %23, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %27 = add nsw i64 %25, %26
  %28 = icmp slt i64 %24, %27
  br i1 %28, label %29, label %31

29:                                               ; preds = %22
  %30 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %35

31:                                               ; preds = %22
  %32 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %34 = add nsw i64 %32, %33
  br label %35

35:                                               ; preds = %31, %29
  %36 = phi i64 [ %30, %29 ], [ %34, %31 ]
  store i64 %36, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %93

37:                                               ; preds = %0
  %38 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %39 = icmp eq i64 %38, 2
  br i1 %39, label %40, label %63

40:                                               ; preds = %37
  %41 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %42 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %43 = mul nsw i64 2, %42
  %44 = icmp slt i64 %41, %43
  br i1 %44, label %45, label %47

45:                                               ; preds = %40
  %46 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %50

47:                                               ; preds = %40
  %48 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %49 = mul nsw i64 2, %48
  br label %50

50:                                               ; preds = %47, %45
  %51 = phi i64 [ %46, %45 ], [ %49, %47 ]
  store i64 %51, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %54 = mul nsw i64 2, %53
  %55 = icmp slt i64 %52, %54
  br i1 %55, label %56, label %58

56:                                               ; preds = %50
  %57 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %61

58:                                               ; preds = %50
  %59 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %60 = mul nsw i64 2, %59
  br label %61

61:                                               ; preds = %58, %56
  %62 = phi i64 [ %57, %56 ], [ %60, %58 ]
  store i64 %62, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %92

63:                                               ; preds = %37
  %64 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %65 = icmp eq i64 %64, 3
  br i1 %65, label %66, label %91

66:                                               ; preds = %63
  %67 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %69 = mul nsw i64 3, %68
  %70 = icmp slt i64 %67, %69
  br i1 %70, label %71, label %73

71:                                               ; preds = %66
  %72 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  br label %76

73:                                               ; preds = %66
  %74 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %75 = mul nsw i64 3, %74
  br label %76

76:                                               ; preds = %73, %71
  %77 = phi i64 [ %72, %71 ], [ %75, %73 ]
  store i64 %77, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %78 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %81 = add nsw i64 %79, %80
  %82 = icmp slt i64 %78, %81
  br i1 %82, label %83, label %85

83:                                               ; preds = %76
  %84 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %89

85:                                               ; preds = %76
  %86 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %88 = add nsw i64 %86, %87
  br label %89

89:                                               ; preds = %85, %83
  %90 = phi i64 [ %84, %83 ], [ %88, %85 ]
  store i64 %90, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  br label %91

91:                                               ; preds = %89, %63
  br label %92

92:                                               ; preds = %91, %61
  br label %93

93:                                               ; preds = %92, %35
  %94 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %95 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i64 noundef %94)
  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
  ret i32 0
}

; 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

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

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

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 long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}


; 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 [20 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [6 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
  %4 = alloca i64, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %1) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %3) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %4) #4
  %5 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull %1, ptr noundef nonnull %2, ptr noundef nonnull %3, ptr noundef nonnull %4)
  %6 = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %7 = srem i64 %6, 4
  store i64 %7, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  switch i64 %7, label %32 [
    i64 1, label %8
    i64 2, label %16
    i64 3, label %24
  ]

8:                                                ; preds = %0
  %9 = load i64, ptr %4, align 8
  %10 = load i64, ptr %2, align 8
  %11 = mul nsw i64 %10, 3
  %12 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %9, i64 %11)
  %13 = load i64, ptr %3, align 8
  %14 = add nsw i64 %13, %10
  %15 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %12, i64 %14)
  br label %32

16:                                               ; preds = %0
  %17 = load i64, ptr %3, align 8
  %18 = load i64, ptr %2, align 8
  %19 = shl nsw i64 %18, 1
  %20 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %17, i64 %19)
  %21 = load i64, ptr %4, align 8
  %22 = shl nsw i64 %21, 1
  %23 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %20, i64 %22)
  br label %32

24:                                               ; preds = %0
  %25 = load i64, ptr %2, align 8
  %26 = load i64, ptr %4, align 8
  %27 = mul nsw i64 %26, 3
  %28 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %25, i64 %27)
  %29 = load i64, ptr %3, align 8
  %30 = add nsw i64 %29, %26
  %31 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %28, i64 %30)
  br label %32

32:                                               ; preds = %0, %16, %24, %8
  %.0 = phi i64 [ %15, %8 ], [ %23, %16 ], [ %31, %24 ], [ 0, %0 ]
  %33 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i64 noundef %.0)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %4) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %3) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr nonnull %1) #4
  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: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(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: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smin.i64(i64, i64) #3

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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #4 = { 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"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass