; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/5161.ll (Z3dfsiii)

; 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
@seq = external dso_local global [61 x i32], align 16
@inv = external dso_local global [61 x i32], align 16
@ans = external dso_local global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiii(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
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp eq i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %30

15:                                               ; preds = %3
  %16 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %21 = sext i32 %20 to i64
  %22 = mul nsw i64 %19, %21
  %23 = srem i64 %22, 998244353
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = mul nsw i64 %23, %25
  %27 = add nsw i64 %17, %26
  %28 = srem i64 %27, 998244353
  %29 = trunc i64 %28 to i32
  store i32 %29, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %118

30:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %31 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %31, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %32

32:                                               ; preds = %115, %30
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %33, %34
  %36 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp sle i32 %35, %36
  br i1 %37, label %39, label %38

38:                                               ; preds = %32
  store i32 2, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %118

39:                                               ; preds = %32
  %40 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %42 = add nsw i32 %40, %41
  %43 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp slt i32 %42, %43
  br i1 %44, label %45, label %54

45:                                               ; preds = %39
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %48 = add nsw i32 %46, %47
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %48, %49
  %51 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %52 = icmp sgt i32 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %54

53:                                               ; preds = %45
  br label %115

54:                                               ; preds = %45, %39
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 1, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %55

55:                                               ; preds = %85, %54
  %56 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %58 = icmp sle i32 %56, %57
  br i1 %58, label %60, label %59

59:                                               ; preds = %55
  store i32 5, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %88

60:                                               ; preds = %55
  %61 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %65 = add nsw i32 %63, %64
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = mul nsw i64 %62, %66
  %68 = srem i64 %67, 998244353
  %69 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @seq, i64 0, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %71, align 4, !tbaa !5
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %71, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %75 = add nsw i32 %73, %74
  %76 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %77 = sub nsw i32 %75, %76
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !5
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = mul nsw i64 %68, %81
  %83 = srem i64 %82, 998244353
  %84 = trunc i64 %83 to i32
  store i32 %84, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %85

85:                                               ; preds = %60
  %86 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %55, !llvm.loop !9

88:                                               ; preds = %59
  %89 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %91 = add nsw i32 %89, %90
  %92 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = mul nsw i64 %94, %96
  %98 = srem i64 %97, 998244353
  %99 = trunc i64 %98 to i32
  call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %91, i32 noundef %92, i32 noundef %99)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %100

100:                                              ; preds = %111, %88
  %101 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %102 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %103 = icmp sle i32 %101, %102
  br i1 %103, label %105, label %104

104:                                              ; preds = %100
  store i32 8, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %114

105:                                              ; preds = %100
  %106 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %107 = sext i32 %106 to i64
  %108 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @seq, i64 0, i64 %107
  %109 = load i32, ptr %108, align 4, !tbaa !5
  %110 = add nsw i32 %109, -1
  store i32 %110, ptr %108, align 4, !tbaa !5
  br label %111

111:                                              ; preds = %105
  %112 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %100, !llvm.loop !11

114:                                              ; preds = %104
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %115

115:                                              ; preds = %114, %53
  %116 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %117 = add nsw i32 %116, 1
  store i32 %117, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %32, !llvm.loop !12

118:                                              ; preds = %38, %15
  ret void
}

; 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 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !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"

@n = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4
@seq = external dso_local local_unnamed_addr global [61 x i32], align 16
@inv = external dso_local local_unnamed_addr global [61 x i32], align 16
@ans = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z3dfsiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %5 = icmp eq i32 %4, %0
  br i1 %5, label %13, label %.preheader40

.preheader40:                                     ; preds = %3
  %6 = add nsw i32 %1, %0
  %.not49 = icmp sgt i32 %6, %4
  br i1 %.not49, label %.loopexit41, label %.lr.ph52

.lr.ph52:                                         ; preds = %.preheader40
  %7 = sext i32 %2 to i64
  %8 = sext i32 %0 to i64
  %9 = sext i32 %1 to i64
  %10 = srem i64 %7, 998244353
  %11 = trunc nsw i64 %10 to i32
  %12 = add i32 %1, 1
  br label %24

13:                                               ; preds = %3
  %14 = load i32, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = sext i32 %2 to i64
  %17 = mul nsw i64 %16, %16
  %18 = urem i64 %17, 998244353
  %19 = sext i32 %1 to i64
  %20 = mul nsw i64 %18, %19
  %21 = add nsw i64 %20, %15
  %22 = srem i64 %21, 998244353
  %23 = trunc nsw i64 %22 to i32
  store i32 %23, ptr @ans, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit41

24:                                               ; preds = %.lr.ph52, %.loopexit
  %indvar = phi i32 [ 0, %.lr.ph52 ], [ %indvar.next, %.loopexit ]
  %indvars.iv61 = phi i64 [ %9, %.lr.ph52 ], [ %indvars.iv.next62, %.loopexit ]
  %indvars.iv54.in = phi i32 [ %1, %.lr.ph52 ], [ %indvars.iv54, %.loopexit ]
  %25 = phi i32 [ %4, %.lr.ph52 ], [ %60, %.loopexit ]
  %26 = phi i32 [ %6, %.lr.ph52 ], [ %62, %.loopexit ]
  %27 = add i32 %12, %indvar
  %28 = zext i32 %27 to i64
  %29 = add nsw i64 %28, -1
  %indvars.iv54 = add i32 %indvars.iv54.in, 1
  %indvars63 = trunc i64 %indvars.iv61 to i32
  %30 = icmp slt i32 %26, %25
  %31 = add nsw i32 %26, %indvars63
  %32 = icmp sgt i32 %31, %25
  %or.cond = select i1 %30, i1 %32, i1 false
  br i1 %or.cond, label %.loopexit, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %24
  %.not3742 = icmp slt i64 %indvars.iv61, 1
  br i1 %.not3742, label %._crit_edge.thread, label %.lr.ph.preheader

._crit_edge.thread:                               ; preds = %.preheader
  tail call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %26, i32 noundef %indvars63, i32 noundef %11)
  br label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count = zext i32 %indvars.iv54 to i64
  br label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph
  %33 = mul nsw i64 %55, %7
  %34 = srem i64 %33, 998244353
  %35 = trunc nsw i64 %34 to i32
  tail call void @_Z3dfsiii(i32 noundef %26, i32 noundef %indvars63, i32 noundef %35)
  br i1 %.not3742, label %.loopexit, label %.lr.ph48.preheader

.lr.ph48.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %wide.trip.count59 = zext i32 %indvars.iv54 to i64
  %min.iters.check = icmp ult i64 %29, 8
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph48.preheader66, label %vector.ph

.lr.ph48.preheader66:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph48.preheader
  %indvars.iv56.ph = phi i64 [ 1, %.lr.ph48.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %.lr.ph48

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph48.preheader
  %n.vec = and i64 %29, -8
  %ind.end = or disjoint i64 %n.vec, 1
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = or disjoint i64 %index, 1
  %36 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @seq, i64 0, i64 %offset.idx
  %37 = getelementptr inbounds i8, ptr %36, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %wide.load65 = load <4 x i32>, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw <4 x i32> %wide.load, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
  %39 = add nsw <4 x i32> %wide.load65, <i32 -1, i32 -1, i32 -1, i32 -1>
  store <4 x i32> %38, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %39, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %40 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %40, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %29, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.loopexit, label %.lr.ph48.preheader66

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %.03243 = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %55, %.lr.ph ]
  %41 = add nsw i64 %indvars.iv, %8
  %42 = mul nsw i64 %.03243, %41
  %43 = srem i64 %42, 998244353
  %44 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @seq, i64 0, i64 %indvars.iv
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %47 = sub nsw i64 %indvars.iv61, %indvars.iv
  %48 = trunc nsw i64 %47 to i32
  %49 = add i32 %46, %48
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @inv, i64 0, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = mul nsw i64 %43, %53
  %55 = srem i64 %54, 998244353
  %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_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

.lr.ph48:                                         ; preds = %.lr.ph48.preheader66, %.lr.ph48
  %indvars.iv56 = phi i64 [ %indvars.iv.next57, %.lr.ph48 ], [ %indvars.iv56.ph, %.lr.ph48.preheader66 ]
  %56 = getelementptr inbounds [61 x i32], ptr @seq, i64 0, i64 %indvars.iv56
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %57, -1
  store i32 %58, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next57 = add nuw nsw i64 %indvars.iv56, 1
  %exitcond60.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next57, %wide.trip.count59
  br i1 %exitcond60.not, label %.loopexit, label %.lr.ph48, !llvm.loop !14

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph48, %middle.block, %._crit_edge.thread, %._crit_edge, %24
  %indvars.iv.next62 = add nsw i64 %indvars.iv61, 1
  %59 = add nsw i64 %indvars.iv.next62, %8
  %60 = load i32, ptr @n, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %.not = icmp sgt i64 %59, %61
  %62 = trunc nsw i64 %59 to i32
  %indvar.next = add i32 %indvar, 1
  br i1 %.not, label %.loopexit41, label %24, !llvm.loop !15

.loopexit41:                                      ; preds = %.loopexit, %.preheader40, %13
  ret void
}

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"}
!9 = distinct !{!9, !10, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10, !12, !11}
!15 = distinct !{!15, !10}


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