; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy (3500)

; 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"

@n = external dso_local global i32, align 4
@m = external dso_local global i32, align 4
@f = external dso_local global [200001 x i32], align 16
@.str = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef, i32 noundef) #0

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

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

; Function Attrs: mustprogress norecurse uwtable
define dso_local noundef i32 @main() #2 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  store i32 0, ptr %1, align 4
  %7 = call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef @.str, ptr noundef @n, ptr noundef @m)
  store i32 1, ptr @f, align 16, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #4
  store i32 1, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %130, %0
  %9 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sle i32 %9, %10
  br i1 %11, label %13, label %12

12:                                               ; preds = %8
  store i32 2, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #4
  br label %133

13:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #4
  store i64 0, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #4
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %14

14:                                               ; preds = %59, %13
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %17 = mul nsw i32 3, %16
  %18 = sub nsw i32 %17, 1
  %19 = mul nsw i32 %15, %18
  %20 = ashr i32 %19, 1
  %21 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp sle i32 %20, %21
  br i1 %22, label %24, label %23

23:                                               ; preds = %14
  store i32 5, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #4
  br label %62

24:                                               ; preds = %14
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %26 = and i32 %25, 1
  %27 = icmp ne i32 %26, 0
  br i1 %27, label %28, label %43

28:                                               ; preds = %24
  %29 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %32 = mul nsw i32 3, %31
  %33 = sub nsw i32 %32, 1
  %34 = mul nsw i32 %30, %33
  %35 = ashr i32 %34, 1
  %36 = sub nsw i32 %29, %35
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %42 = add nsw i64 %41, %40
  store i64 %42, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  br label %58

43:                                               ; preds = %24
  %44 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %47 = mul nsw i32 3, %46
  %48 = sub nsw i32 %47, 1
  %49 = mul nsw i32 %45, %48
  %50 = ashr i32 %49, 1
  %51 = sub nsw i32 %44, %50
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %57 = sub nsw i64 %56, %55
  store i64 %57, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  br label %58

58:                                               ; preds = %43, %28
  br label %59

59:                                               ; preds = %58
  %60 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %60, 1
  store i32 %61, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %14, !llvm.loop !11

62:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #4
  store i32 1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %63

63:                                               ; preds = %108, %62
  %64 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %66 = mul nsw i32 3, %65
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  %68 = mul nsw i32 %64, %67
  %69 = ashr i32 %68, 1
  %70 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %71 = icmp sle i32 %69, %70
  br i1 %71, label %73, label %72

72:                                               ; preds = %63
  store i32 8, ptr %3, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #4
  br label %111

73:                                               ; preds = %63
  %74 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %75 = and i32 %74, 1
  %76 = icmp ne i32 %75, 0
  br i1 %76, label %77, label %92

77:                                               ; preds = %73
  %78 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %81 = mul nsw i32 3, %80
  %82 = add nsw i32 %81, 1
  %83 = mul nsw i32 %79, %82
  %84 = ashr i32 %83, 1
  %85 = sub nsw i32 %78, %84
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !5
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %91 = add nsw i64 %90, %89
  store i64 %91, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  br label %107

92:                                               ; preds = %73
  %93 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %96 = mul nsw i32 3, %95
  %97 = add nsw i32 %96, 1
  %98 = mul nsw i32 %94, %97
  %99 = ashr i32 %98, 1
  %100 = sub nsw i32 %93, %99
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %101
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !5
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %106 = sub nsw i64 %105, %104
  store i64 %106, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  br label %107

107:                                              ; preds = %92, %77
  br label %108

108:                                              ; preds = %107
  %109 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %110 = add nsw i32 %109, 1
  store i32 %110, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %63, !llvm.loop !13

111:                                              ; preds = %72
  %112 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %113 = srem i64 %112, 999999598
  %114 = trunc i64 %113 to i32
  %115 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %116 = sext i32 %115 to i64
  %117 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %116
  store i32 %114, ptr %117, align 4, !tbaa !5
  %118 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %119 = sext i32 %118 to i64
  %120 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %119
  %121 = load i32, ptr %120, align 4, !tbaa !5
  %122 = icmp slt i32 %121, 0
  br i1 %122, label %123, label %129

123:                                              ; preds = %111
  %124 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %125 = sext i32 %124 to i64
  %126 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %125
  %127 = load i32, ptr %126, align 4, !tbaa !5
  %128 = add nsw i32 %127, 999999598
  store i32 %128, ptr %126, align 4, !tbaa !5
  br label %129

129:                                              ; preds = %123, %111
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #4
  br label %130

130:                                              ; preds = %129
  %131 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %132 = add nsw i32 %131, 1
  store i32 %132, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !14

133:                                              ; preds = %12
  %134 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %135 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %136 = sext i32 %135 to i64
  %137 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %136
  %138 = load i32, ptr %137, align 4, !tbaa !5
  %139 = call noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef %134, i32 noundef %138)
  %140 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1, i32 noundef %139)
  ret i32 0
}

declare i32 @__isoc99_scanf(ptr noundef, ...) #3

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #3

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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 #3 = { "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 #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 = !{!"int", !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}


; 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"

@n = external dso_local global i32, align 4
@m = external dso_local global i32, align 4
@f = external dso_local local_unnamed_addr global [200001 x i32], align 16
@.str = external hidden unnamed_addr constant [5 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [4 x i8], align 1

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress norecurse nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @main() local_unnamed_addr #1 {
  %1 = tail call i32 (ptr, ...) @__isoc99_scanf(ptr noundef nonnull @.str, ptr noundef nonnull @n, ptr noundef nonnull @m)
  store i32 1, ptr @f, align 16, !tbaa !5
  %2 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %.not49 = icmp slt i32 %2, 1
  br i1 %.not49, label %._crit_edge51, label %.preheader43.preheader

.preheader43.preheader:                           ; preds = %0
  %3 = add nuw i32 %2, 1
  %wide.trip.count = zext i32 %3 to i64
  br label %.preheader43

.preheader43:                                     ; preds = %.preheader43.preheader, %._crit_edge
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.preheader43.preheader ], [ %indvars.iv.next, %._crit_edge ]
  %4 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %5 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %14

._crit_edge51:                                    ; preds = %._crit_edge, %0
  %6 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %7 = sext i32 %2 to i64
  %8 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %7
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = tail call noundef i32 @_Z7mod_powii(i32 noundef %6, i32 noundef %9)
  %11 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str.1, i32 noundef %10)
  ret i32 0

.preheader:                                       ; preds = %31
  %.not4046 = icmp ult i64 %indvars.iv, 2
  br i1 %.not4046, label %._crit_edge, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %12 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %13 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %.lr.ph

14:                                               ; preds = %.preheader43, %31
  %15 = phi i32 [ 1, %.preheader43 ], [ %36, %31 ]
  %.03245 = phi i32 [ 1, %.preheader43 ], [ %32, %31 ]
  %.03344 = phi i64 [ 0, %.preheader43 ], [ %.1, %31 ]
  %16 = and i32 %.03245, 1
  %.not42 = icmp eq i32 %16, 0
  br i1 %.not42, label %24, label %17

17:                                               ; preds = %14
  %18 = sub nsw i32 %4, %15
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = add nsw i64 %.03344, %22
  br label %31

24:                                               ; preds = %14
  %25 = sub nsw i32 %5, %15
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = sub nsw i64 %.03344, %29
  br label %31

31:                                               ; preds = %17, %24
  %.1 = phi i64 [ %23, %17 ], [ %30, %24 ]
  %32 = add nuw nsw i32 %.03245, 1
  %33 = mul nuw nsw i32 %32, 3
  %34 = add nsw i32 %33, -1
  %35 = mul nsw i32 %34, %32
  %36 = ashr i32 %35, 1
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %.not39 = icmp slt i64 %indvars.iv, %37
  br i1 %.not39, label %.preheader, label %14, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %59, %.preheader
  %.2.lcssa = phi i64 [ %.1, %.preheader ], [ %.3, %59 ]
  %38 = srem i64 %.2.lcssa, 999999598
  %39 = trunc nsw i64 %38 to i32
  %40 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %indvars.iv
  %41 = icmp slt i64 %38, 0
  %42 = add nsw i32 %39, 999999598
  %spec.select = select i1 %41, i32 %42, i32 %39
  store i32 %spec.select, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge51, label %.preheader43, !llvm.loop !11

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %59
  %43 = phi i32 [ %64, %59 ], [ 2, %.lr.ph.preheader ]
  %.048 = phi i32 [ %60, %59 ], [ 1, %.lr.ph.preheader ]
  %.247 = phi i64 [ %.3, %59 ], [ %.1, %.lr.ph.preheader ]
  %44 = and i32 %.048, 1
  %.not41 = icmp eq i32 %44, 0
  br i1 %.not41, label %52, label %45

45:                                               ; preds = %.lr.ph
  %46 = sub nsw i32 %12, %43
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = add nsw i64 %.247, %50
  br label %59

52:                                               ; preds = %.lr.ph
  %53 = sub nsw i32 %13, %43
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds [200001 x i32], ptr @f, i64 0, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = sub nsw i64 %.247, %57
  br label %59

59:                                               ; preds = %45, %52
  %.3 = phi i64 [ %51, %45 ], [ %58, %52 ]
  %60 = add nuw nsw i32 %.048, 1
  %61 = mul nuw nsw i32 %60, 3
  %62 = add nuw nsw i32 %61, 1
  %63 = mul nuw nsw i32 %62, %60
  %64 = lshr i32 %63, 1
  %65 = zext nneg i32 %64 to i64
  %.not40 = icmp ult i64 %indvars.iv, %65
  br i1 %.not40, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !12
}

; 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

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" }
attributes #1 = { mustprogress 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 #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" }

!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 = !{!"int", !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}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass