; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/4338.ll (Z1Ciiiii)

; 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 @_Z7mod_invii(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 nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_powiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #2

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z1Ciiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) #0 {
  %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
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %4, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  store i32 1, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #3
  store i32 1, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #3
  br label %17

17:                                               ; preds = %74, %5
  %18 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp sle i32 %18, %19
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #3
  br label %77

22:                                               ; preds = %17
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  %25 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %26 = sub nsw i32 %24, %25
  store i32 %26, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %33, %22
  %28 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %30 = srem i32 %28, %29
  %31 = icmp eq i32 %30, 0
  br i1 %31, label %32, label %39

32:                                               ; preds = %27
  br label %33

33:                                               ; preds = %32
  %34 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %36 = sdiv i32 %35, %34
  store i32 %36, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %27, !llvm.loop !9

39:                                               ; preds = %27
  %40 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = mul nsw i64 %41, %43
  %45 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = srem i64 %44, %46
  %48 = trunc i64 %47 to i32
  store i32 %48, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  store i32 %49, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %50

50:                                               ; preds = %56, %39
  %51 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %53 = srem i32 %51, %52
  %54 = icmp eq i32 %53, 0
  br i1 %54, label %55, label %62

55:                                               ; preds = %50
  br label %56

56:                                               ; preds = %55
  %57 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %59 = sdiv i32 %58, %57
  store i32 %59, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %61 = add nsw i32 %60, -1
  store i32 %61, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %50, !llvm.loop !11

62:                                               ; preds = %50
  %63 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %67 = call noundef i32 @_Z7mod_invii(i32 noundef %65, i32 noundef %66)
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = mul nsw i64 %64, %68
  %70 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = srem i64 %69, %71
  %73 = trunc i64 %72 to i32
  store i32 %73, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %74

74:                                               ; preds = %62
  %75 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %17, !llvm.loop !12

77:                                               ; preds = %21
  %78 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %80 = icmp sge i32 %78, %79
  br i1 %80, label %81, label %82

81:                                               ; preds = %77
  store i32 0, ptr %6, align 4
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %96

82:                                               ; preds = %77
  %83 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %88 = call noundef i32 @_Z7mod_powiii(i32 noundef %85, i32 noundef %86, i32 noundef %87)
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = mul nsw i64 %84, %89
  %91 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %92 = sext i32 %91 to i64
  %93 = srem i64 %90, %92
  %94 = trunc i64 %93 to i32
  store i32 %94, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  store i32 %95, ptr %6, align 4
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %96

96:                                               ; preds = %82, %81
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %97 = load i32, ptr %6, align 4
  ret i32 %97
}

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 = { 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 #3 = { 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"

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_invii(i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z7mod_powiii(i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef range(i32 -2147483647, -2147483648) i32 @_Z1Ciiiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %.not48 = icmp slt i32 %1, 1
  br i1 %.not48, label %._crit_edge54, label %.lr.ph53

.lr.ph53:                                         ; preds = %5
  %6 = add nsw i32 %0, 1
  %7 = sext i32 %4 to i64
  br label %8

._crit_edge54:                                    ; preds = %._crit_edge45, %5
  %.035.lcssa = phi i64 [ 1, %5 ], [ %28, %._crit_edge45 ]
  %.033.lcssa = phi i32 [ 0, %5 ], [ %.2.lcssa, %._crit_edge45 ]
  %.not37 = icmp slt i32 %.033.lcssa, %3
  br i1 %.not37, label %30, label %37

8:                                                ; preds = %.lr.ph53, %._crit_edge45
  %.03251 = phi i32 [ 1, %.lr.ph53 ], [ %29, %._crit_edge45 ]
  %.03350 = phi i32 [ 0, %.lr.ph53 ], [ %.2.lcssa, %._crit_edge45 ]
  %.03549 = phi i64 [ 1, %.lr.ph53 ], [ %28, %._crit_edge45 ]
  %9 = sub i32 %6, %.03251
  %10 = srem i32 %9, %2
  %11 = icmp eq i32 %10, 0
  br i1 %11, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %8, %.lr.ph
  %.039 = phi i32 [ %12, %.lr.ph ], [ %9, %8 ]
  %.13438 = phi i32 [ %13, %.lr.ph ], [ %.03350, %8 ]
  %12 = sdiv i32 %.039, %2
  %13 = add nsw i32 %.13438, 1
  %14 = srem i32 %12, %2
  %15 = icmp eq i32 %14, 0
  br i1 %15, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !5

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %8
  %.134.lcssa = phi i32 [ %.03350, %8 ], [ %13, %.lr.ph ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %9, %8 ], [ %12, %.lr.ph ]
  %16 = sext i32 %.0.lcssa to i64
  %17 = mul nsw i64 %.03549, %16
  %18 = srem i64 %17, %7
  %19 = srem i32 %.03251, %2
  %20 = icmp eq i32 %19, 0
  br i1 %20, label %.lr.ph44, label %._crit_edge45

.lr.ph44:                                         ; preds = %._crit_edge, %.lr.ph44
  %.142 = phi i32 [ %21, %.lr.ph44 ], [ %.03251, %._crit_edge ]
  %.241 = phi i32 [ %22, %.lr.ph44 ], [ %.134.lcssa, %._crit_edge ]
  %21 = sdiv i32 %.142, %2
  %22 = add nsw i32 %.241, -1
  %23 = srem i32 %21, %2
  %24 = icmp eq i32 %23, 0
  br i1 %24, label %.lr.ph44, label %._crit_edge45, !llvm.loop !7

._crit_edge45:                                    ; preds = %.lr.ph44, %._crit_edge
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.134.lcssa, %._crit_edge ], [ %22, %.lr.ph44 ]
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.03251, %._crit_edge ], [ %21, %.lr.ph44 ]
  %25 = tail call noundef i32 @_Z7mod_invii(i32 noundef %.1.lcssa, i32 noundef %4)
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = mul nsw i64 %18, %26
  %28 = srem i64 %27, %7
  %29 = add nuw i32 %.03251, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %.03251, %1
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge54, label %8, !llvm.loop !8

30:                                               ; preds = %._crit_edge54
  %31 = tail call noundef i32 @_Z7mod_powiii(i32 noundef %2, i32 noundef %.033.lcssa, i32 noundef %4)
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = mul nsw i64 %.035.lcssa, %32
  %34 = sext i32 %4 to i64
  %35 = srem i64 %33, %34
  %36 = trunc nsw i64 %35 to i32
  br label %37

37:                                               ; preds = %._crit_edge54, %30
  %.036 = phi i32 [ %36, %30 ], [ 0, %._crit_edge54 ]
  ret i32 %.036
}

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 = { 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" }

!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}
!8 = distinct !{!8, !6}


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