; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: 51nod/1132.ll (Z5solvexxx)

; 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: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z5solvexxx(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i64, align 8
  store i64 %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %15 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %16 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %17 = call noundef i64 @_ZSt5__gcdIxET_S0_S0_(i64 noundef %15, i64 noundef %16)
  store i64 %17, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  store i64 0, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %20 = sdiv i64 %19, %18
  store i64 %20, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %23 = sdiv i64 %22, %21
  store i64 %23, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %26 = sdiv i64 %25, %24
  store i64 %26, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %28 = icmp eq i64 %27, 1
  br i1 %28, label %29, label %32

29:                                               ; preds = %3
  %30 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %31 = add nsw i64 %30, 1
  store i64 %31, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %118

32:                                               ; preds = %3
  %33 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %35 = sub nsw i64 %34, 1
  %36 = sdiv i64 %33, %35
  %37 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %38 = sub nsw i64 %37, 1
  %39 = icmp sge i64 %36, %38
  br i1 %39, label %40, label %52

40:                                               ; preds = %32
  %41 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %42 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %43 = sub nsw i64 %42, 1
  %44 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %45 = sub nsw i64 %44, 1
  %46 = mul nsw i64 %43, %45
  %47 = sub nsw i64 %41, %46
  %48 = add nsw i64 %47, 1
  store i64 %48, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %51 = sub nsw i64 %50, %49
  store i64 %51, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %52

52:                                               ; preds = %40, %32
  br label %53

53:                                               ; preds = %115, %52
  br label %54

54:                                               ; preds = %53
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #3
  %55 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %57 = sdiv i64 %55, %56
  store i64 %57, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #3
  %58 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %60 = sdiv i64 %58, %59
  store i64 %60, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #3
  %61 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %64 = mul nsw i64 %62, %63
  %65 = sub nsw i64 %61, %64
  store i64 %65, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %14) #3
  %66 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %69 = mul nsw i64 %67, %68
  %70 = sub nsw i64 %66, %69
  %71 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %72 = sdiv i64 %70, %71
  store i64 %72, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %75 = add nsw i64 %74, 1
  %76 = mul nsw i64 %73, %75
  %77 = sdiv i64 %76, 2
  %78 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %79 = mul nsw i64 %77, %78
  %80 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %81 = sub nsw i64 %80, %79
  store i64 %81, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %83 = icmp ne i64 %82, 0
  br i1 %83, label %92, label %84

84:                                               ; preds = %54
  %85 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %86 = add nsw i64 %85, 1
  %87 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %88 = add nsw i64 %87, 1
  %89 = mul nsw i64 %86, %88
  %90 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %91 = add nsw i64 %90, %89
  store i64 %91, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 3, ptr %10, align 4
  br label %113

92:                                               ; preds = %54
  %93 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %95 = add nsw i64 %94, 1
  %96 = mul nsw i64 %93, %95
  %97 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %98 = add nsw i64 %97, %96
  store i64 %98, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %101 = mul nsw i64 %99, %100
  %102 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %103 = sub nsw i64 %102, %101
  store i64 %103, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %104 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 %104, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i64, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  store i64 %105, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %106 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %108 = sdiv i64 %106, %107
  %109 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %110 = sub nsw i64 %108, %109
  %111 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %112 = sub nsw i64 %111, %110
  store i64 %112, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %10, align 4
  br label %113

113:                                              ; preds = %92, %84
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %14) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #3
  %114 = load i32, ptr %10, align 4
  switch i32 %114, label %120 [
    i32 0, label %115
    i32 3, label %116
  ]

115:                                              ; preds = %113
  br label %53, !llvm.loop !9

116:                                              ; preds = %113
  %117 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i64 %117, ptr %4, align 8
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %118

118:                                              ; preds = %116, %29
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %119 = load i64, ptr %4, align 8
  ret i64 %119

120:                                              ; preds = %113
  unreachable
}

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

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_ZSt5__gcdIxET_S0_S0_(i64 noundef, i64 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 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 = { 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 #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"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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 nounwind uwtable
define dso_local noundef i64 @_Z5solvexxx(i64 noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = tail call noundef i64 @_ZSt5__gcdIxET_S0_S0_(i64 noundef %1, i64 noundef %2)
  %5 = sdiv i64 %0, %4
  %6 = sdiv i64 %1, %4
  %7 = sdiv i64 %2, %4
  %8 = icmp eq i64 %6, 1
  br i1 %8, label %9, label %11

9:                                                ; preds = %3
  %10 = add nsw i64 %5, 1
  br label %40

11:                                               ; preds = %3
  %12 = add nsw i64 %6, -1
  %13 = sdiv i64 %5, %12
  %14 = add nsw i64 %7, -1
  %.not = icmp slt i64 %13, %14
  br i1 %.not, label %.preheader, label %15

15:                                               ; preds = %11
  %16 = mul nsw i64 %14, %12
  %17 = sub nsw i64 %5, %16
  %18 = add nsw i64 %17, 1
  %19 = sub nsw i64 %5, %18
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %15, %11
  %.159.ph = phi i64 [ 0, %11 ], [ %18, %15 ]
  %.1.ph = phi i64 [ %5, %11 ], [ %19, %15 ]
  br label %20

20:                                               ; preds = %.preheader, %30
  %.159 = phi i64 [ %39, %30 ], [ %.159.ph, %.preheader ]
  %.055 = phi i64 [ %.053, %30 ], [ %7, %.preheader ]
  %.053 = phi i64 [ %.recomposed, %30 ], [ %6, %.preheader ]
  %.1 = phi i64 [ %36, %30 ], [ %.1.ph, %.preheader ]
  %21 = sdiv i64 %.1, %.055
  %22 = sdiv i64 %.055, %.053
  %23 = mul nsw i64 %22, %.053
  %.recomposed = srem i64 %.055, %.053
  %24 = add nsw i64 %21, 1
  %25 = mul nsw i64 %24, %21
  %.neg = sdiv i64 %25, -2
  %.neg64 = mul i64 %.neg, %22
  %26 = add i64 %.neg64, %.159
  %.not65 = icmp eq i64 %.recomposed, 0
  br i1 %.not65, label %.thread, label %30

.thread:                                          ; preds = %20
  %27 = add nsw i64 %.1, 1
  %28 = mul nsw i64 %24, %27
  %29 = add nsw i64 %26, %28
  br label %40

30:                                               ; preds = %20
  %31 = mul nsw i64 %.recomposed, %21
  %32 = sub nsw i64 %.1, %31
  %33 = sdiv i64 %32, %.053
  %34 = mul nsw i64 %33, %24
  %35 = mul nsw i64 %33, %.053
  %36 = sub nsw i64 %.1, %35
  %37 = sdiv i64 %36, %.recomposed
  %38 = add i64 %26, %21
  %.neg66 = sub i64 %38, %37
  %39 = add i64 %.neg66, %34
  br label %20

40:                                               ; preds = %.thread, %9
  %.0 = phi i64 [ %10, %9 ], [ %29, %.thread ]
  ret i64 %.0
}

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i64 @_ZSt5__gcdIxET_S0_S0_(i64 noundef, i64 noundef) local_unnamed_addr #0

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)"}


; Effective O3 passes: DivRemPairsPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass