; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: codeforces/gym/101201D.ll (Z1Fiiii)

; 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
@fact = external dso_local global [301 x i32], align 16
@f = external dso_local global [2 x [301 x [301 x [301 x i32]]]], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %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 ptr, align 8
  %11 = 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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds [2 x [301 x [301 x [301 x i32]]]], ptr @f, i64 0, i64 %13
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds [301 x [301 x [301 x i32]]], ptr %14, i64 0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [301 x [301 x i32]], ptr %17, i64 0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [301 x i32], ptr %20, i64 0, i64 %22
  store ptr %23, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %24 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp ne i32 %25, -1
  br i1 %26, label %27, label %30

27:                                               ; preds = %4
  %28 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  store i32 %29, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %160

30:                                               ; preds = %4
  %31 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %32 = icmp ne i32 %31, 0
  br i1 %32, label %44, label %33

33:                                               ; preds = %30
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = icmp ne i32 %34, 0
  br i1 %35, label %44, label %36

36:                                               ; preds = %33
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %38 = icmp ne i32 %37, 0
  br i1 %38, label %44, label %39

39:                                               ; preds = %36
  %40 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %42 = sub nsw i32 %40, %41
  %43 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %42, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  store i32 %42, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %160

44:                                               ; preds = %36, %33, %30
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %46 = icmp ne i32 %45, 0
  br i1 %46, label %76, label %47

47:                                               ; preds = %44
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %48, %49
  %51 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %53 = sub nsw i32 %51, %52
  %54 = icmp sle i32 %50, %53
  br i1 %54, label %55, label %76

55:                                               ; preds = %47
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %57 = icmp ne i32 %56, 0
  br i1 %57, label %76, label %58

58:                                               ; preds = %55
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %59, %60
  %62 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %63 = add nsw i32 %61, %62
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %65, %66
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [301 x i32], ptr @fact, i64 0, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = mul nsw i64 %64, %71
  %73 = srem i64 %72, 1000000007
  %74 = trunc i64 %73 to i32
  %75 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %74, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  store i32 %74, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %160

76:                                               ; preds = %55, %47, %44
  %77 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %79 = add nsw i32 %77, %78
  %80 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %81 = add nsw i32 %79, %80
  %82 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %84 = sub nsw i32 %82, %83
  %85 = icmp sle i32 %81, %84
  br i1 %85, label %86, label %92

86:                                               ; preds = %76
  %87 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %88 = icmp ne i32 %87, 0
  br i1 %88, label %89, label %92

89:                                               ; preds = %86
  %90 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %91 = add nsw i32 %90, -1
  store i32 %91, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %92

92:                                               ; preds = %89, %86, %76
  %93 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %93, align 4, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %95 = icmp ne i32 %94, 0
  br i1 %95, label %96, label %114

96:                                               ; preds = %92
  %97 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !5
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %103 = sub nsw i32 %102, 1
  %104 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %106 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %107 = call noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %103, i32 noundef %104, i32 noundef %105, i32 noundef %106)
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = mul nsw i64 %101, %108
  %110 = add nsw i64 %99, %109
  %111 = srem i64 %110, 1000000007
  %112 = trunc i64 %111 to i32
  %113 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %112, ptr %113, align 4, !tbaa !5
  br label %114

114:                                              ; preds = %96, %92
  %115 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %116 = icmp ne i32 %115, 0
  br i1 %116, label %117, label %136

117:                                              ; preds = %114
  %118 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %119 = load i32, ptr %118, align 4, !tbaa !5
  %120 = sext i32 %119 to i64
  %121 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %122 = sext i32 %121 to i64
  %123 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %124 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %125 = sub nsw i32 %124, 1
  %126 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %127 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %128 = add nsw i32 %127, 1
  %129 = call noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %123, i32 noundef %125, i32 noundef %126, i32 noundef %128)
  %130 = sext i32 %129 to i64
  %131 = mul nsw i64 %122, %130
  %132 = add nsw i64 %120, %131
  %133 = srem i64 %132, 1000000007
  %134 = trunc i64 %133 to i32
  %135 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %134, ptr %135, align 4, !tbaa !5
  br label %136

136:                                              ; preds = %117, %114
  %137 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %138 = icmp ne i32 %137, 0
  br i1 %138, label %139, label %157

139:                                              ; preds = %136
  %140 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %141 = load i32, ptr %140, align 4, !tbaa !5
  %142 = sext i32 %141 to i64
  %143 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %144 = sext i32 %143 to i64
  %145 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %146 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %147 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %148 = sub nsw i32 %147, 1
  %149 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %150 = call noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %145, i32 noundef %146, i32 noundef %148, i32 noundef %149)
  %151 = sext i32 %150 to i64
  %152 = mul nsw i64 %144, %151
  %153 = add nsw i64 %142, %152
  %154 = srem i64 %153, 1000000007
  %155 = trunc i64 %154 to i32
  %156 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  store i32 %155, ptr %156, align 4, !tbaa !5
  br label %157

157:                                              ; preds = %139, %136
  %158 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %159 = load i32, ptr %158, align 4, !tbaa !5
  store i32 %159, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %160

160:                                              ; preds = %157, %58, %39, %27
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %161 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %161
}

; 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

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 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}


; 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 local_unnamed_addr global i32, align 4
@m = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@fact = external dso_local local_unnamed_addr global [301 x i32], align 16
@f = external dso_local local_unnamed_addr global [2 x [301 x [301 x [301 x i32]]]], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sext i32 %0 to i64
  %6 = sext i32 %1 to i64
  %7 = sext i32 %2 to i64
  %8 = sext i32 %3 to i64
  %9 = getelementptr inbounds [2 x [301 x [301 x [301 x i32]]]], ptr @f, i64 0, i64 %5, i64 %6, i64 %7, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i32 %10, -1
  br i1 %.not, label %11, label %67

11:                                               ; preds = %4
  %.not65 = icmp eq i32 %0, 0
  %.not66 = icmp eq i32 %1, 0
  %12 = or i32 %1, %0
  %.not67 = icmp eq i32 %2, 0
  %13 = or i32 %12, %2
  %or.cond3.not = icmp eq i32 %13, 0
  br i1 %or.cond3.not, label %14, label %17

14:                                               ; preds = %11
  %15 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %16 = sub nsw i32 %15, %3
  br label %.sink.split

17:                                               ; preds = %11
  %.pre = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %.pre68 = load i32, ptr @m, align 4, !tbaa !5
  %18 = add i32 %2, %1
  %19 = sub nsw i32 %.pre, %.pre68
  br i1 %.not65, label %20, label %._crit_edge

20:                                               ; preds = %17
  %21 = icmp sgt i32 %18, %19
  %22 = icmp ne i32 %3, 0
  %or.cond5 = or i1 %22, %21
  br i1 %or.cond5, label %._crit_edge, label %23

23:                                               ; preds = %20
  %24 = add nsw i32 %.pre68, %18
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = sext i32 %18 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [301 x i32], ptr @fact, i64 0, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = mul nsw i64 %29, %25
  %31 = srem i64 %30, 1000000007
  %32 = trunc nsw i64 %31 to i32
  br label %.sink.split

._crit_edge:                                      ; preds = %17, %20
  %33 = add i32 %18, %0
  %34 = icmp sle i32 %33, %19
  %35 = icmp ne i32 %3, 0
  %or.cond7 = and i1 %35, %34
  %36 = sext i1 %or.cond7 to i32
  %spec.select = add nsw i32 %36, %3
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br i1 %.not65, label %44, label %37

37:                                               ; preds = %._crit_edge
  %38 = add nsw i32 %0, -1
  %39 = tail call noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %38, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %spec.select)
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = mul nsw i64 %40, %5
  %42 = srem i64 %41, 1000000007
  %43 = trunc nsw i64 %42 to i32
  store i32 %43, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %37, %._crit_edge
  %45 = phi i32 [ %43, %37 ], [ 0, %._crit_edge ]
  br i1 %.not66, label %56, label %46

46:                                               ; preds = %44
  %47 = sext i32 %45 to i64
  %48 = add nsw i32 %1, -1
  %49 = add nsw i32 %spec.select, 1
  %50 = tail call noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %48, i32 noundef %2, i32 noundef %49)
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = mul nsw i64 %51, %6
  %53 = add nsw i64 %52, %47
  %54 = srem i64 %53, 1000000007
  %55 = trunc nsw i64 %54 to i32
  store i32 %55, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %56

56:                                               ; preds = %46, %44
  %57 = phi i32 [ %55, %46 ], [ %45, %44 ]
  br i1 %.not67, label %67, label %58

58:                                               ; preds = %56
  %59 = sext i32 %57 to i64
  %60 = add nsw i32 %2, -1
  %61 = tail call noundef i32 @_Z1Fiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %60, i32 noundef %spec.select)
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = mul nsw i64 %62, %7
  %64 = add nsw i64 %63, %59
  %65 = srem i64 %64, 1000000007
  %66 = trunc nsw i64 %65 to i32
  br label %.sink.split

.sink.split:                                      ; preds = %14, %23, %58
  %.sink = phi i32 [ %66, %58 ], [ %32, %23 ], [ %16, %14 ]
  store i32 %.sink, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %67

67:                                               ; preds = %.sink.split, %56, %4
  %.0 = phi i32 [ %10, %4 ], [ %57, %56 ], [ %.sink, %.sink.split ]
  ret i32 %.0
}

attributes #0 = { mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) 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 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}


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