#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 */
int getPseudoRandom(int, int, int, int);
int findCycleLength(int Z, int I, int L, int M) {
  int slow = L;
  int fast = L;
  do {
    slow = getPseudoRandom(Z, slow, I, M);
    fast = getPseudoRandom(Z, fast, I, M);
    fast = getPseudoRandom(Z, fast, I, M);
  } while (slow != fast);
  fast = L;
  while (fast != slow) {
    slow = getPseudoRandom(Z, slow, I, M);
    fast = getPseudoRandom(Z, fast, I, M);
  }
  fast = getPseudoRandom(Z, slow, I, M);
  int cycleLength = 1;
  while (fast != slow) {
    cycleLength++;
    fast = getPseudoRandom(Z, fast, I, M);
  }
  return cycleLength;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<findCycleLength>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    1130 <findCycleLength+0x20>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
je     11b7 <findCycleLength+0xa7>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117e <findCycleLength+0x6e>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
je     1200 <findCycleLength+0xf0>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11d2 <findCycleLength+0xc2>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<findCycleLength>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r15d
mov    %edi,%r13d
mov    %edx,%ebp
mov    %edx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r13d,%edi
mov    %ebp,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    %r13d,%edi
mov    %ebx,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %r13d,%edi
mov    %eax,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,%ebx
cmp    %eax,%ebp
jne    1130 <findCycleLength+0x20>
cmp    %r12d,%ebp
jne    1180 <findCycleLength+0x70>
mov    %r12d,%ebp
jmp    11aa <findCycleLength+0x9a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r13d,%edi
mov    %ebp,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    %r13d,%edi
mov    %r12d,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    %eax,%r12d
cmp    %ebp,%eax
jne    1180 <findCycleLength+0x70>
mov    %r13d,%edi
mov    %ebp,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
mov    $0x1,%ebx
cmp    %ebp,%eax
je     11e7 <findCycleLength+0xd7>
mov    $0x1,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%ebx
mov    %r13d,%edi
mov    %eax,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %r14d,%ecx
call   1030 <getPseudoRandom@plt>
cmp    %ebp,%eax
jne    11d0 <findCycleLength+0xc0>
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @findCycleLength(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%12 = load i32, i32* %7
store i32 %12, i32* %9
%13 = load i32, i32* %7
store i32 %13, i32* %10
br label %14
14: ; preds = %30, %4
%15 = load i32, i32* %5
%16 = load i32, i32* %9
%17 = load i32, i32* %6
%18 = load i32, i32* %8
%19 = call i32 @getPseudoRandom(i32 %15, i32 %16, i32 %17, i32 %18)
store i32 %19, i32* %9
%20 = load i32, i32* %5
%21 = load i32, i32* %10
%22 = load i32, i32* %6
%23 = load i32, i32* %8
%24 = call i32 @getPseudoRandom(i32 %20, i32 %21, i32 %22, i32 %23)
store i32 %24, i32* %10
%25 = load i32, i32* %5
%26 = load i32, i32* %10
%27 = load i32, i32* %6
%28 = load i32, i32* %8
%29 = call i32 @getPseudoRandom(i32 %25, i32 %26, i32 %27, i32 %28)
store i32 %29, i32* %10
br label %30
30: ; preds = %14
%31 = load i32, i32* %9
%32 = load i32, i32* %10
%33 = icmp ne i32 %31, %32
br i1 %33, label %14, label %34
34: ; preds = %30
%35 = load i32, i32* %7
store i32 %35, i32* %10
br label %36
36: ; preds = %40, %34
%37 = load i32, i32* %10
%38 = load i32, i32* %9
%39 = icmp ne i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %51
40: ; preds = %36
%41 = load i32, i32* %5
%42 = load i32, i32* %9
%43 = load i32, i32* %6
%44 = load i32, i32* %8
%45 = call i32 @getPseudoRandom(i32 %41, i32 %42, i32 %43, i32 %44)
store i32 %45, i32* %9
%46 = load i32, i32* %5
%47 = load i32, i32* %10
%48 = load i32, i32* %6
%49 = load i32, i32* %8
%50 = call i32 @getPseudoRandom(i32 %46, i32 %47, i32 %48, i32 %49)
store i32 %50, i32* %10
br label %36
51: ; preds = %36
%52 = load i32, i32* %5
%53 = load i32, i32* %9
%54 = load i32, i32* %6
%55 = load i32, i32* %8
%56 = call i32 @getPseudoRandom(i32 %52, i32 %53, i32 %54, i32 %55)
store i32 %56, i32* %10
store i32 1, i32* %11
br label %57
57: ; preds = %61, %51
%58 = load i32, i32* %10
%59 = load i32, i32* %9
%60 = icmp ne i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %69
61: ; preds = %57
%62 = load i32, i32* %11
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %11
%64 = load i32, i32* %5
%65 = load i32, i32* %10
%66 = load i32, i32* %6
%67 = load i32, i32* %8
%68 = call i32 @getPseudoRandom(i32 %64, i32 %65, i32 %66, i32 %67)
store i32 %68, i32* %10
br label %57
69: ; preds = %57
%70 = load i32, i32* %11
ret i32 %70
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @findCycleLength(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
br label %5
5: ; preds = %5, %4
%6 = phi i32 [ %2, %4 ], [ %8, %5 ]
%7 = phi i32 [ %2, %4 ], [ %10, %5 ]
%8 = tail call i32 @getPseudoRandom(i32 %0, i32 %6, i32 %1, i32 %3)
%9 = tail call i32 @getPseudoRandom(i32 %0, i32 %7, i32 %1, i32 %3)
%10 = tail call i32 @getPseudoRandom(i32 %0, i32 %9, i32 %1, i32 %3)
%11 = icmp eq i32 %8, %10
br i1 %11, label %12, label %5
12: ; preds = %5
%13 = icmp eq i32 %8, %2
br i1 %13, label %20, label %14
14: ; preds = %12, %14
%15 = phi i32 [ %18, %14 ], [ %2, %12 ]
%16 = phi i32 [ %17, %14 ], [ %8, %12 ]
%17 = tail call i32 @getPseudoRandom(i32 %0, i32 %16, i32 %1, i32 %3)
%18 = tail call i32 @getPseudoRandom(i32 %0, i32 %15, i32 %1, i32 %3)
%19 = icmp eq i32 %18, %17
br i1 %19, label %20, label %14
20: ; preds = %14, %12
%21 = phi i32 [ %2, %12 ], [ %17, %14 ]
%22 = tail call i32 @getPseudoRandom(i32 %0, i32 %21, i32 %1, i32 %3)
%23 = icmp eq i32 %22, %21
br i1 %23, label %30, label %24
24: ; preds = %20, %24
%25 = phi i32 [ %27, %24 ], [ 1, %20 ]
%26 = phi i32 [ %28, %24 ], [ %22, %20 ]
%27 = add nuw nsw i32 %25, 1
%28 = tail call i32 @getPseudoRandom(i32 %0, i32 %26, i32 %1, i32 %3)
%29 = icmp eq i32 %28, %21
br i1 %29, label %30, label %24
30: ; preds = %24, %20
%31 = phi i32 [ 1, %20 ], [ %27, %24 ]
ret i32 %31
}