; LLVM IR from DionysiosB/CodeForces :: 0100-0199 (141B-Hopscotch)

; 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 [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
  store i32 0, ptr %1, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %2) #3
  store i64 0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #3
  store i64 0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #3
  store i64 0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %6 = 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
  %7 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %8 = icmp sgt i64 %7, 0
  br i1 %8, label %9, label %26

9:                                                ; preds = %0
  %10 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %11 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i64 %10, %11
  br i1 %12, label %13, label %26

13:                                               ; preds = %9
  %14 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %15 = sub nsw i64 0, %14
  %16 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %17 = mul nsw i64 2, %16
  %18 = icmp slt i64 %15, %17
  br i1 %18, label %19, label %25

19:                                               ; preds = %13
  %20 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %21 = mul nsw i64 2, %20
  %22 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %23 = icmp slt i64 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %25

24:                                               ; preds = %19
  store i64 1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %24, %19, %13
  br label %117

26:                                               ; preds = %9, %0
  %27 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %29 = sdiv i64 %27, %28
  %30 = srem i64 %29, 2
  %31 = icmp eq i64 %30, 0
  br i1 %31, label %32, label %54

32:                                               ; preds = %26
  %33 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %36 = sdiv i64 %34, %35
  %37 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %38 = mul nsw i64 %36, %37
  %39 = icmp sgt i64 %33, %38
  br i1 %39, label %40, label %54

40:                                               ; preds = %32
  %41 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %42 = sub nsw i64 0, %41
  %43 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %44 = icmp slt i64 %42, %43
  br i1 %44, label %45, label %54

45:                                               ; preds = %40
  %46 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %47 = icmp slt i64 %46, 0
  br i1 %47, label %48, label %54

48:                                               ; preds = %45
  %49 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %51 = sdiv i64 %49, %50
  %52 = mul nsw i64 3, %51
  %53 = sdiv i64 %52, 2
  store i64 %53, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %116

54:                                               ; preds = %45, %40, %32, %26
  %55 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %57 = sdiv i64 %55, %56
  %58 = srem i64 %57, 2
  %59 = icmp eq i64 %58, 0
  br i1 %59, label %60, label %82

60:                                               ; preds = %54
  %61 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %64 = sdiv i64 %62, %63
  %65 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %66 = mul nsw i64 %64, %65
  %67 = icmp sgt i64 %61, %66
  br i1 %67, label %68, label %82

68:                                               ; preds = %60
  %69 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %70 = icmp sgt i64 %69, 0
  br i1 %70, label %71, label %82

71:                                               ; preds = %68
  %72 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %74 = icmp slt i64 %72, %73
  br i1 %74, label %75, label %82

75:                                               ; preds = %71
  %76 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %78 = sdiv i64 %76, %77
  %79 = mul nsw i64 3, %78
  %80 = sdiv i64 %79, 2
  %81 = add nsw i64 %80, 1
  store i64 %81, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %115

82:                                               ; preds = %71, %68, %60, %54
  %83 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %85 = sdiv i64 %83, %84
  %86 = srem i64 %85, 2
  %87 = icmp eq i64 %86, 1
  br i1 %87, label %88, label %114

88:                                               ; preds = %82
  %89 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %90 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %91 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %92 = sdiv i64 %90, %91
  %93 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %94 = mul nsw i64 %92, %93
  %95 = icmp sgt i64 %89, %94
  br i1 %95, label %96, label %114

96:                                               ; preds = %88
  %97 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %98 = sub nsw i64 0, %97
  %99 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %100 = mul nsw i64 2, %99
  %101 = icmp slt i64 %98, %100
  br i1 %101, label %102, label %114

102:                                              ; preds = %96
  %103 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %104 = mul nsw i64 2, %103
  %105 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %106 = icmp slt i64 %104, %105
  br i1 %106, label %107, label %114

107:                                              ; preds = %102
  %108 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %109 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %110 = sdiv i64 %108, %109
  %111 = mul nsw i64 3, %110
  %112 = add nsw i64 %111, 1
  %113 = sdiv i64 %112, 2
  store i64 %113, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %114

114:                                              ; preds = %107, %102, %96, %88, %82
  br label %115

115:                                              ; preds = %114, %75
  br label %116

116:                                              ; preds = %115, %48
  br label %117

117:                                              ; preds = %116, %25
  %118 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %119 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i64 noundef %118)
  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", !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 [12 x i8], align 1
@.str.1 = 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
  store i64 0, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %2) #3
  store i64 0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr nonnull %3) #3
  store i64 0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %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 %3, align 8, !tbaa !5
  %6 = icmp sgt i64 %5, 0
  %.pre = load i64, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %7 = icmp slt i64 %5, %.pre
  %or.cond17 = select i1 %6, i1 %7, i1 false
  br i1 %or.cond17, label %8, label %14

8:                                                ; preds = %0
  %9 = sub nsw i64 0, %.pre
  %10 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %11 = shl nsw i64 %10, 1
  %12 = icmp sgt i64 %11, %9
  %13 = icmp slt i64 %11, %.pre
  %or.cond9 = and i1 %12, %13
  %spec.select = select i1 %or.cond9, i64 1, i64 -1
  br label %50

14:                                               ; preds = %0
  %15 = sdiv i64 %5, %.pre
  %16 = and i64 %15, 1
  %17 = icmp eq i64 %16, 0
  %18 = mul nsw i64 %15, %.pre
  %19 = icmp sgt i64 %5, %18
  %or.cond11 = select i1 %17, i1 %19, i1 false
  br i1 %or.cond11, label %20, label %28

20:                                               ; preds = %14
  %21 = sub nsw i64 0, %.pre
  %22 = load i64, ptr %2, align 8
  %23 = icmp sgt i64 %22, %21
  %24 = icmp slt i64 %22, 0
  %or.cond = and i1 %23, %24
  br i1 %or.cond, label %25, label %.thread

25:                                               ; preds = %20
  %26 = ashr exact i64 %15, 1
  %27 = add nsw i64 %26, %15
  br label %50

28:                                               ; preds = %14
  br i1 %17, label %..thread_crit_edge, label %37

..thread_crit_edge:                               ; preds = %28
  %.pre16 = load i64, ptr %2, align 8
  br label %.thread

.thread:                                          ; preds = %..thread_crit_edge, %20
  %29 = phi i64 [ %.pre16, %..thread_crit_edge ], [ %22, %20 ]
  %30 = icmp sgt i64 %29, 0
  %31 = icmp slt i64 %29, %.pre
  %32 = and i1 %30, %31
  %or.cond12 = select i1 %19, i1 %32, i1 false
  br i1 %or.cond12, label %33, label %37

33:                                               ; preds = %.thread
  %34 = ashr exact i64 %15, 1
  %35 = add nuw i64 %15, 1
  %36 = add i64 %35, %34
  br label %50

37:                                               ; preds = %.thread, %28
  %38 = and i64 %15, -9223372036854775807
  %39 = icmp eq i64 %38, 1
  %or.cond14 = select i1 %39, i1 %19, i1 false
  br i1 %or.cond14, label %40, label %50

40:                                               ; preds = %37
  %41 = sub nsw i64 0, %.pre
  %42 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %43 = shl nsw i64 %42, 1
  %44 = icmp sgt i64 %43, %41
  %45 = icmp slt i64 %43, %.pre
  %or.cond15 = and i1 %44, %45
  br i1 %or.cond15, label %46, label %50

46:                                               ; preds = %40
  %47 = mul nuw nsw i64 %15, 3
  %48 = add nuw nsw i64 %47, 1
  %49 = lshr exact i64 %48, 1
  br label %50

50:                                               ; preds = %8, %25, %37, %40, %46, %33
  %.0 = phi i64 [ %27, %25 ], [ %36, %33 ], [ %49, %46 ], [ -1, %40 ], [ -1, %37 ], [ %spec.select, %8 ]
  %51 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i64 noundef %.0)
  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: 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

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"}


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