#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
scalar_t__ EOF;
int /*<<< orphan*/ memset(char *, int, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int);
scalar_t__ scanf(char *, int *, int *, int *, int *);
int main() {
  int Z, I, M, L;
  char exist[10000];
  int next_val, count, num_case;
  num_case = 0;
  while (scanf("%d %d %d %d\n", &Z, &I, &M, &L) != EOF) {
    if (Z == 0 && I == 0 && M == 0 && L == 0) {
      break;
    }
    num_case++;
    memset(exist, 0x0, sizeof(char) * 10000);
    count = 0;
    next_val = L;
    while (exist[next_val] == 0) {
      exist[next_val] = count++;
      next_val = (Z * next_val + I) % M;
    }
    printf("Case %d: %d\n", num_case, count - exist[next_val]);
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x2740,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x273c(%rbp)
lea    0xead(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
lea    -0xc(%rbp),%rdx
lea    -0x10(%rbp),%rcx
lea    -0x14(%rbp),%r8
call   1050 <scanf@plt>
mov    0x2e79(%rip),%rcx
cmp    (%rcx),%rax
je     125d <main+0x12d>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    11a5 <main+0x75>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    11a5 <main+0x75>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    11a5 <main+0x75>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    11a5 <main+0x75>
jmp    125d <main+0x12d>
mov    -0x273c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x273c(%rbp)
lea    -0x2730(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x2710,%edx
call   1040 <memset@plt>
movl   $0x0,-0x2738(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2734(%rbp)
movslq -0x2734(%rbp),%rax
movsbl -0x2730(%rbp,%rax,1),%eax
ff
cmp    $0x0,%eax
jne    122f <main+0xff>
mov    -0x2738(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x2738(%rbp)
mov    %al,%cl
movslq -0x2734(%rbp),%rax
mov    %cl,-0x2730(%rbp,%rax,1)
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0x2734(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x2734(%rbp)
jmp    11da <main+0xaa>
mov    -0x273c(%rbp),%esi
mov    -0x2738(%rbp),%edx
movslq -0x2734(%rbp),%rax
movsbl -0x2730(%rbp,%rax,1),%eax
ff
sub    %eax,%edx
lea    0xdba(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
jmp    114c <main+0x1c>
xor    %eax,%eax
add    $0x2740,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x2728,%rsp
lea    0xeb8(%rip),%rdi
lea    0xc(%rsp),%rsi
lea    0x8(%rsp),%rdx
lea    0x4(%rsp),%rcx
mov    %rsp,%r8
call   1050 <scanf@plt>
mov    0x2e82(%rip),%r13
cmp    0x0(%r13),%rax
jne    1180 <main+0x50>
xor    %eax,%eax
add    $0x2728,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %r14d,%r14d
mov    %rsp,%r15
jmp    11cc <main+0x9c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsbl %bl,%eax
sub    %eax,%r12d
lea    0xe70(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %r12d,%edx
call   1030 <printf@plt>
lea    0xe51(%rip),%rdi
lea    0xc(%rsp),%rsi
lea    0x8(%rsp),%rdx
lea    0x4(%rsp),%rcx
mov    %r15,%r8
call   1050 <scanf@plt>
cmp    0x0(%r13),%rax
je     116c <main+0x3c>
cmpl   $0x0,0xc(%rsp)
jne    11e7 <main+0xb7>
cmpl   $0x0,0x8(%rsp)
jne    11e7 <main+0xb7>
cmpl   $0x0,0x4(%rsp)
jne    11e7 <main+0xb7>
cmpl   $0x0,(%rsp)
je     116c <main+0x3c>
add    $0x1,%r14d
xor    %r12d,%r12d
lea    0x10(%rsp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x2710,%edx
call   1040 <memset@plt>
movslq (%rsp),%rdx
mov    0x10(%rsp,%rdx,1),%bl
test   %bl,%bl
jne    1190 <main+0x60>
lea    (%rsp,%rdx,1),%rax
add    $0x10,%rax
mov    0xc(%rsp),%ecx
mov    0x8(%rsp),%esi
xor    %ebp,%ebp
mov    0x4(%rsp),%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
imul   %ecx,%edx
add    %esi,%edx
lea    0x1(%rbp),%r12d
mov    %bpl,(%rax)
mov    %edx,%eax
cltd
idiv   %edi
movslq %edx,%rbp
lea    (%rsp,%rbp,1),%rax
add    $0x10,%rax
movzbl 0x10(%rsp,%rbp,1),%ebx
mov    %r12d,%ebp
test   %bl,%bl
je     1230 <main+0x100>
jmp    1190 <main+0x60>

LLVM IR (-O0):
@.str = [13 x i8] c"%d %d %d %d\0A\00"
@EOF = global i64 0
@.str.1 = [13 x i8] c"Case %d: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca [10000 x i8]
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i32 0, i32* %9
br label %10
10: ; preds = %54, %0
%11 = call i64 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5)
%12 = load i64, i64* @EOF
%13 = icmp ne i64 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %64
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %2
%16 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %27
17: ; preds = %14
%18 = load i32, i32* %3
%19 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %27
20: ; preds = %17
%21 = load i32, i32* %4
%22 = icmp eq i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %27
23: ; preds = %20
%24 = load i32, i32* %5
%25 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %27
26: ; preds = %23
br label %64
27: ; preds = %23, %20, %17, %14
%28 = load i32, i32* %9
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %9
%30 = getelementptr inbounds [10000 x i8], [10000 x i8]* %6, i64 0, i64 0
%31 = call i32 @memset(i8* %30, i32 0, i32 10000)
store i32 0, i32* %8
%32 = load i32, i32* %5
store i32 %32, i32* %7
br label %33
33: ; preds = %40, %27
%34 = load i32, i32* %7
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds [10000 x i8], [10000 x i8]* %6, i64 0, i64 %35
%37 = load i8, i8* %36
%38 = sext i8 %37 to i32
%39 = icmp eq i32 %38, 0
br i1 %39, label %40, label %54
40: ; preds = %33
%41 = load i32, i32* %8
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %8
%43 = trunc i32 %41 to i8
%44 = load i32, i32* %7
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [10000 x i8], [10000 x i8]* %6, i64 0, i64 %45
store i8 %43, i8* %46
%47 = load i32, i32* %2
%48 = load i32, i32* %7
%49 = mul nsw i32 %47, %48
%50 = load i32, i32* %3
%51 = add nsw i32 %49, %50
%52 = load i32, i32* %4
%53 = srem i32 %51, %52
store i32 %53, i32* %7
br label %33
54: ; preds = %33
%55 = load i32, i32* %9
%56 = load i32, i32* %8
%57 = load i32, i32* %7
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [10000 x i8], [10000 x i8]* %6, i64 0, i64 %58
%60 = load i8, i8* %59
%61 = sext i8 %60 to i32
%62 = sub nsw i32 %56, %61
%63 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %55, i32 %62)
br label %10
64: ; preds = %26, %10
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [13 x i8] c"%d %d %d %d\0A\00"
@EOF = global i64 0
@.str.1 = [13 x i8] c"Case %d: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca [10000 x i8]
%6 = bitcast i32* %1 to i8*
%7 = bitcast i32* %2 to i8*
%8 = bitcast i32* %3 to i8*
%9 = bitcast i32* %4 to i8*
%10 = getelementptr inbounds [10000 x i8], [10000 x i8]* %5, i64 0, i64 0
%11 = call i64 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4)
%12 = load i64, i64* @EOF
%13 = icmp eq i64 %11, %12
br i1 %13, label %61, label %14
14: ; preds = %0, %52
%15 = phi i32 [ %28, %52 ], [ 0, %0 ]
%16 = load i32, i32* %1
%17 = icmp eq i32 %16, 0
%18 = load i32, i32* %2
%19 = icmp eq i32 %18, 0
%20 = select i1 %17, i1 %19, i1 false
%21 = load i32, i32* %3
%22 = icmp eq i32 %21, 0
%23 = select i1 %20, i1 %22, i1 false
%24 = load i32, i32* %4
%25 = icmp eq i32 %24, 0
%26 = select i1 %23, i1 %25, i1 false
br i1 %26, label %61, label %27
27: ; preds = %14
%28 = add nuw nsw i32 %15, 1
%29 = call i32 @memset(i8* %10, i32 0, i32 10000)
%30 = load i32, i32* %4
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds [10000 x i8], [10000 x i8]* %5, i64 0, i64 %31
%33 = load i8, i8* %32
%34 = icmp eq i8 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %52
35: ; preds = %27
%36 = load i32, i32* %1
%37 = load i32, i32* %2
%38 = load i32, i32* %3
br label %39
39: ; preds = %35, %39
%40 = phi i8* [ %32, %35 ], [ %49, %39 ]
%41 = phi i32 [ 0, %35 ], [ %43, %39 ]
%42 = phi i32 [ %30, %35 ], [ %47, %39 ]
%43 = add nuw nsw i32 %41, 1
%44 = trunc i32 %41 to i8
store i8 %44, i8* %40
%45 = mul nsw i32 %36, %42
%46 = add nsw i32 %45, %37
%47 = srem i32 %46, %38
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds [10000 x i8], [10000 x i8]* %5, i64 0, i64 %48
%50 = load i8, i8* %49
%51 = icmp eq i8 %50, 0
br i1 %51, label %39, label %52
52: ; preds = %39, %27
%53 = phi i32 [ 0, %27 ], [ %43, %39 ]
%54 = phi i8 [ %33, %27 ], [ %50, %39 ]
%55 = sext i8 %54 to i32
%56 = sub nsw i32 %53, %55
%57 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %28, i32 %56)
%58 = call i64 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4)
%59 = load i64, i64* @EOF
%60 = icmp eq i64 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %14
61: ; preds = %52, %14, %0
ret i32 0
}