; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: codeforces/complete/500G.ll (Z4AMACiiii)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z3gcdii(i32 noundef, i32 noundef) #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z4AMACiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #1 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %15 = srem i32 %13, %14
  %16 = icmp eq i32 %15, 0
  br i1 %16, label %17, label %21

17:                                               ; preds = %4
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %20 = sdiv i32 %18, %19
  store i32 %20, ptr %5, align 4
  br label %89

21:                                               ; preds = %4
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = sdiv i32 %22, %23
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %27 = sdiv i32 %25, %26
  %28 = icmp ne i32 %24, %27
  br i1 %28, label %29, label %34

29:                                               ; preds = %21
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %32 = sdiv i32 %30, %31
  %33 = add nsw i32 %32, 1
  store i32 %33, ptr %5, align 4
  br label %89

34:                                               ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %35 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %37 = call noundef i32 @_Z3gcdii(i32 noundef %35, i32 noundef %36)
  store i32 %37, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %40 = srem i32 %38, %39
  %41 = icmp ne i32 %40, 0
  br i1 %41, label %42, label %51

42:                                               ; preds = %34
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %45 = sdiv i32 %43, %44
  %46 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %48 = sdiv i32 %46, %47
  %49 = icmp eq i32 %45, %48
  br i1 %49, label %50, label %51

50:                                               ; preds = %42
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %88

51:                                               ; preds = %42, %34
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %55 = srem i32 %53, %54
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %57 = sub nsw i32 0, %56
  %58 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %59 = srem i32 %57, %58
  %60 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %59, %60
  %62 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %63 = sub nsw i32 0, %62
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %65 = srem i32 %63, %64
  %66 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %65, %66
  %68 = call noundef i32 @_Z4AMACiiii(i32 noundef %52, i32 noundef %55, i32 noundef %61, i32 noundef %67)
  store i32 %68, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %70 = icmp eq i32 %69, -1
  br i1 %70, label %71, label %72

71:                                               ; preds = %51
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %87

72:                                               ; preds = %51
  %73 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = mul nsw i64 %74, %76
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = add nsw i64 %77, %79
  %81 = sub nsw i64 %80, 1
  %82 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = sdiv i64 %81, %83
  %85 = add nsw i64 %84, 1
  %86 = trunc i64 %85 to i32
  store i32 %86, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %87

87:                                               ; preds = %72, %71
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %88

88:                                               ; preds = %87, %50
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %89

89:                                               ; preds = %88, %29, %17
  %90 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %90
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #2 = { 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"}


; 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 uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z3gcdii(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z4AMACiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = srem i32 %2, %1
  %6 = icmp eq i32 %5, 0
  %7 = sdiv i32 %2, %1
  br i1 %6, label %37, label %8

8:                                                ; preds = %4
  %9 = sdiv i32 %3, %1
  %10 = srem i32 %3, %1
  %.not = icmp eq i32 %7, %9
  br i1 %.not, label %13, label %11

11:                                               ; preds = %8
  %12 = add nsw i32 %7, 1
  br label %37

13:                                               ; preds = %8
  %14 = tail call noundef i32 @_Z3gcdii(i32 noundef %0, i32 noundef %1)
  %15 = srem i32 %2, %14
  %16 = sdiv i32 %2, %14
  %.not35 = icmp eq i32 %15, 0
  br i1 %.not35, label %20, label %17

17:                                               ; preds = %13
  %18 = sdiv i32 %3, %14
  %19 = icmp eq i32 %16, %18
  br i1 %19, label %37, label %20

20:                                               ; preds = %17, %13
  %21 = srem i32 %0, %1
  %22 = sub nsw i32 %1, %10
  %23 = sub nsw i32 %1, %5
  %24 = tail call noundef i32 @_Z4AMACiiii(i32 noundef %1, i32 noundef %21, i32 noundef %22, i32 noundef %23)
  %25 = icmp eq i32 %24, -1
  br i1 %25, label %37, label %26

26:                                               ; preds = %20
  %27 = sext i32 %24 to i64
  %28 = sext i32 %0 to i64
  %29 = mul nsw i64 %27, %28
  %30 = sext i32 %2 to i64
  %31 = add nsw i64 %30, -1
  %32 = add nsw i64 %31, %29
  %33 = sext i32 %1 to i64
  %34 = sdiv i64 %32, %33
  %35 = trunc i64 %34 to i32
  %36 = add i32 %35, 1
  br label %37

37:                                               ; preds = %4, %17, %20, %26, %11
  %.2 = phi i32 [ %12, %11 ], [ -1, %17 ], [ %36, %26 ], [ -1, %20 ], [ %7, %4 ]
  ret i32 %.2
}

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" }

!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,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass