; LLVM IR from tangjz/acm-icpc :: lydsy/4173.ll (Z4calcx)

; 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 nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z4calcx(i64 noundef %0) #0 {
  %2 = alloca i64, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca i64, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  store i64 %0, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %3) #2
  %6 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  store i64 %6, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #2
  %7 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  store i64 %7, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  store i64 2, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %37, %1
  %9 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %10 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %11 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %12 = sdiv i64 %10, %11
  %13 = icmp sle i64 %9, %12
  br i1 %13, label %15, label %14

14:                                               ; preds = %8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #2
  br label %40

15:                                               ; preds = %8
  %16 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %17 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %18 = srem i64 %16, %17
  %19 = icmp eq i64 %18, 0
  br i1 %19, label %20, label %36

20:                                               ; preds = %15
  %21 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %23 = sdiv i64 %21, %22
  %24 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %25 = sub nsw i64 %24, %23
  store i64 %25, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %31, %20
  %27 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %29 = srem i64 %27, %28
  %30 = icmp eq i64 %29, 0
  br i1 %30, label %31, label %35

31:                                               ; preds = %26
  %32 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %34 = sdiv i64 %33, %32
  store i64 %34, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %26, !llvm.loop !9

35:                                               ; preds = %26
  br label %36

36:                                               ; preds = %35, %15
  br label %37

37:                                               ; preds = %36
  %38 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %39 = add nsw i64 %38, 1
  store i64 %39, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %8, !llvm.loop !11

40:                                               ; preds = %14
  %41 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %42 = icmp sgt i64 %41, 1
  br i1 %42, label %43, label %49

43:                                               ; preds = %40
  %44 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i64, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %46 = sdiv i64 %44, %45
  %47 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %48 = sub nsw i64 %47, %46
  store i64 %48, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  br label %49

49:                                               ; preds = %43, %40
  %50 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %51 = srem i64 %50, 998244353
  %52 = load i64, ptr %2, align 8, !tbaa !5
  %53 = srem i64 %52, 998244353
  %54 = mul nsw i64 %51, %53
  %55 = srem i64 %54, 998244353
  %56 = trunc i64 %55 to i32
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %3) #2
  ret i32 %56
}

; 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 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 #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 = !{!"long long", !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 nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(none) uwtable
define dso_local noundef range(i32 -998244352, 998244353) i32 @_Z4calcx(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %.not26 = icmp slt i64 %0, 4
  br i1 %.not26, label %._crit_edge, label %.lr.ph31

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %1
  %.022.lcssa = phi i64 [ %0, %1 ], [ %.123, %.loopexit ]
  %.021.lcssa = phi i64 [ %0, %1 ], [ %.2, %.loopexit ]
  %2 = icmp sgt i64 %.021.lcssa, 1
  br i1 %2, label %12, label %15

.lr.ph31:                                         ; preds = %1, %.loopexit
  %.029 = phi i64 [ %10, %.loopexit ], [ 2, %1 ]
  %.02128 = phi i64 [ %.2, %.loopexit ], [ %0, %1 ]
  %.02227 = phi i64 [ %.123, %.loopexit ], [ %0, %1 ]
  %3 = srem i64 %.02128, %.029
  %4 = icmp eq i64 %3, 0
  br i1 %4, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.lr.ph31
  %5 = sdiv i64 %.02227, %.029
  %6 = sub nsw i64 %.02227, %5
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %.125 = phi i64 [ %7, %.lr.ph ], [ %.02128, %.lr.ph.preheader ]
  %7 = sdiv i64 %.125, %.029
  %8 = srem i64 %7, %.029
  %9 = icmp eq i64 %8, 0
  br i1 %9, label %.lr.ph, label %.loopexit, !llvm.loop !5

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph31
  %.123 = phi i64 [ %.02227, %.lr.ph31 ], [ %6, %.lr.ph ]
  %.2 = phi i64 [ %.02128, %.lr.ph31 ], [ %7, %.lr.ph ]
  %10 = add nuw nsw i64 %.029, 1
  %11 = sdiv i64 %.2, %10
  %.not.not = icmp slt i64 %.029, %11
  br i1 %.not.not, label %.lr.ph31, label %._crit_edge, !llvm.loop !7

12:                                               ; preds = %._crit_edge
  %13 = sdiv i64 %.022.lcssa, %.021.lcssa
  %14 = sub nsw i64 %.022.lcssa, %13
  br label %15

15:                                               ; preds = %12, %._crit_edge
  %.224 = phi i64 [ %14, %12 ], [ %.022.lcssa, %._crit_edge ]
  %16 = srem i64 %.224, 998244353
  %17 = srem i64 %0, 998244353
  %18 = mul nsw i64 %16, %17
  %19 = srem i64 %18, 998244353
  %20 = trunc nsw i64 %19 to i32
  ret i32 %20
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}


; Effective O3 passes: GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass