; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/1467.ll (Z6exbsgsiii)

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

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z3invii(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 uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z4bsgsiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z6exbsgsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %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
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %15

15:                                               ; preds = %35, %3
  %16 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp slt i32 %16, 100
  br i1 %17, label %19, label %18

18:                                               ; preds = %15
  store i32 2, ptr %10, align 4
  br label %38

19:                                               ; preds = %15
  %20 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp eq i32 %20, %21
  br i1 %22, label %23, label %25

23:                                               ; preds = %19
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %24, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %38

25:                                               ; preds = %19
  %26 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = mul nsw i64 %27, %29
  %31 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = srem i64 %30, %32
  %34 = trunc i64 %33 to i32
  store i32 %34, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %35

35:                                               ; preds = %25
  %36 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %15, !llvm.loop !9

38:                                               ; preds = %23, %18
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %39 = load i32, ptr %10, align 4
  switch i32 %39, label %98 [
    i32 2, label %40
    i32 1, label %96
  ]

40:                                               ; preds = %38
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  store i32 1, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %41

41:                                               ; preds = %52, %40
  %42 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %44 = call noundef i32 @_Z3gcdii(i32 noundef %42, i32 noundef %43)
  store i32 %44, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %45 = icmp ne i32 %44, 1
  br i1 %45, label %46, label %72

46:                                               ; preds = %41
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %49 = srem i32 %47, %48
  %50 = icmp ne i32 %49, 0
  br i1 %50, label %51, label %52

51:                                               ; preds = %46
  store i32 -1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %95

52:                                               ; preds = %46
  %53 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %55 = sdiv i32 %54, %53
  store i32 %55, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %58 = sdiv i32 %57, %56
  store i32 %58, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %63 = sdiv i32 %61, %62
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = mul nsw i64 %60, %64
  %66 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = srem i64 %65, %67
  %69 = trunc i64 %68 to i32
  store i32 %69, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %41, !llvm.loop !11

72:                                               ; preds = %41
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  %73 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %78 = call noundef i32 @_Z3invii(i32 noundef %76, i32 noundef %77)
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = mul nsw i64 %75, %79
  %81 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = srem i64 %80, %82
  %84 = trunc i64 %83 to i32
  %85 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %86 = call noundef i32 @_Z4bsgsiii(i32 noundef %73, i32 noundef %84, i32 noundef %85)
  store i32 %86, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %88 = icmp eq i32 %87, -1
  br i1 %88, label %89, label %90

89:                                               ; preds = %72
  store i32 -1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %94

90:                                               ; preds = %72
  %91 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %93 = add nsw i32 %91, %92
  store i32 %93, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %94

94:                                               ; preds = %90, %89
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %95

95:                                               ; preds = %94, %51
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %96

96:                                               ; preds = %95, %38
  %97 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %97

98:                                               ; preds = %38
  unreachable
}

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 = { 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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; 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
declare dso_local noundef i32 @_Z3invii(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z4bsgsiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z6exbsgsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sext i32 %0 to i64
  %5 = sext i32 %2 to i64
  br label %7

.preheader:                                       ; preds = %15
  %6 = tail call noundef i32 @_Z3gcdii(i32 noundef %0, i32 noundef %2)
  %.not52 = icmp eq i32 %6, 1
  br i1 %.not52, label %._crit_edge, label %.lr.ph

7:                                                ; preds = %15, %3
  %.03651 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %19, %15 ]
  %.03750 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %20, %15 ]
  %8 = icmp eq i32 %.03651, %1
  br i1 %8, label %.thread, label %9

9:                                                ; preds = %7
  %10 = sext i32 %.03651 to i64
  %11 = mul nsw i64 %10, %4
  %12 = srem i64 %11, %5
  %13 = trunc nsw i64 %12 to i32
  %14 = icmp eq i32 %13, %1
  br i1 %14, label %.thread.loopexit81.split.loop.exit, label %15

15:                                               ; preds = %9
  %sext = shl i64 %12, 32
  %16 = ashr exact i64 %sext, 32
  %17 = mul nsw i64 %16, %4
  %18 = srem i64 %17, %5
  %19 = trunc nsw i64 %18 to i32
  %20 = add nuw nsw i32 %.03750, 2
  %exitcond.not.1 = icmp eq i32 %20, 100
  br i1 %exitcond.not.1, label %.preheader, label %7, !llvm.loop !5

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader, %24
  %21 = phi i32 [ %32, %24 ], [ %6, %.preheader ]
  %.03256 = phi i64 [ %30, %24 ], [ 1, %.preheader ]
  %.03355 = phi i32 [ %23, %24 ], [ %1, %.preheader ]
  %.03454 = phi i32 [ %31, %24 ], [ 0, %.preheader ]
  %.03853 = phi i32 [ %25, %24 ], [ %2, %.preheader ]
  %22 = srem i32 %.03355, %21
  %23 = sdiv i32 %.03355, %21
  %.not40 = icmp eq i32 %22, 0
  br i1 %.not40, label %24, label %.thread

24:                                               ; preds = %.lr.ph
  %25 = sdiv i32 %.03853, %21
  %26 = sdiv i32 %0, %21
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = mul nsw i64 %.03256, %27
  %29 = sext i32 %25 to i64
  %30 = srem i64 %28, %29
  %31 = add nuw nsw i32 %.03454, 1
  %32 = tail call noundef i32 @_Z3gcdii(i32 noundef %0, i32 noundef %25)
  %.not = icmp eq i32 %32, 1
  br i1 %.not, label %._crit_edge.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !7

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %24
  %33 = trunc nsw i64 %30 to i32
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader
  %.pre-phi = phi i64 [ %29, %._crit_edge.loopexit ], [ %5, %.preheader ]
  %.038.lcssa = phi i32 [ %25, %._crit_edge.loopexit ], [ %2, %.preheader ]
  %.034.lcssa = phi i32 [ %31, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %.preheader ]
  %.033.lcssa = phi i32 [ %23, %._crit_edge.loopexit ], [ %1, %.preheader ]
  %.032.lcssa = phi i32 [ %33, %._crit_edge.loopexit ], [ 1, %.preheader ]
  %34 = sext i32 %.033.lcssa to i64
  %35 = tail call noundef i32 @_Z3invii(i32 noundef %.032.lcssa, i32 noundef %.038.lcssa)
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = mul nsw i64 %36, %34
  %38 = srem i64 %37, %.pre-phi
  %39 = trunc nsw i64 %38 to i32
  %40 = tail call noundef i32 @_Z4bsgsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %39, i32 noundef %.038.lcssa)
  %41 = icmp eq i32 %40, -1
  %42 = add nsw i32 %40, %.034.lcssa
  %.1 = select i1 %41, i32 -1, i32 %42
  br label %.thread

.thread.loopexit81.split.loop.exit:               ; preds = %9
  %43 = or disjoint i32 %.03750, 1
  br label %.thread

.thread:                                          ; preds = %.thread.loopexit81.split.loop.exit, %7, %.lr.ph, %._crit_edge
  %.3 = phi i32 [ %.1, %._crit_edge ], [ -1, %.lr.ph ], [ %43, %.thread.loopexit81.split.loop.exit ], [ %.03750, %7 ]
  ret i32 %.3
}

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)"}
!5 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}


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