; LLVM IR from Chasmiccoder/Algos-for-Amigos :: Computer-Science/1-DSA-Fundamentals/1-Sorting-Algorithms (p01_bubbleSort)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @bubble_sort(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %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
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %10

10:                                               ; preds = %82, %3
  %11 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  %14 = icmp slt i32 %11, %13
  br i1 %14, label %15, label %85

15:                                               ; preds = %10
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %78, %15
  %17 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = sub nsw i32 %18, %19
  %21 = sub nsw i32 %20, 1
  %22 = icmp slt i32 %17, %21
  br i1 %22, label %23, label %81

23:                                               ; preds = %16
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp eq i32 %24, 0
  br i1 %25, label %26, label %39

26:                                               ; preds = %23
  %27 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %34 = add nsw i32 %33, 1
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  %38 = icmp sgt i32 %31, %37
  br i1 %38, label %55, label %39

39:                                               ; preds = %26, %23
  %40 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %41 = icmp eq i32 %40, 1
  br i1 %41, label %42, label %77

42:                                               ; preds = %39
  %43 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  %54 = icmp slt i32 %47, %53
  br i1 %54, label %55, label %77

55:                                               ; preds = %42, %26
  %56 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  store i32 %60, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %63 = add nsw i32 %62, 1
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !9
  %67 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %67, i64 %69
  store i32 %66, ptr %70, align 4, !tbaa !9
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %72 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %75
  store i32 %71, ptr %76, align 4, !tbaa !9
  br label %77

77:                                               ; preds = %55, %42, %39
  br label %78

78:                                               ; preds = %77
  %79 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %16, !llvm.loop !11

81:                                               ; preds = %16
  br label %82

82:                                               ; preds = %81
  %83 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %10, !llvm.loop !13

85:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  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 = { 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @bubble_sort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add i32 %1, -1
  %5 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %5, label %.preheader.lr.ph, label %._crit_edge30

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %3
  switch i32 %2, label %._crit_edge30 [
    i32 0, label %.preheader.us
    i32 1, label %.preheader.us33
  ]

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.lr.ph, %._crit_edge.split.us.us
  %indvars.iv47 = phi i32 [ %indvars.iv.next48, %._crit_edge.split.us.us ], [ %4, %.preheader.lr.ph ]
  %.02529.us = phi i32 [ %16, %._crit_edge.split.us.us ], [ %2, %.preheader.lr.ph ]
  %6 = zext i32 %indvars.iv47 to i64
  %7 = sub nsw i32 %.02529.us, %1
  %8 = icmp slt i32 %7, -1
  br i1 %8, label %.lr.ph.us.preheader, label %._crit_edge.split.us.us

.lr.ph.us.preheader:                              ; preds = %.preheader.us
  %xtraiter55 = and i64 %6, 1
  %9 = icmp eq i32 %indvars.iv47, 1
  br i1 %9, label %._crit_edge.split.us.us.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.us.preheader.new

.lr.ph.us.preheader.new:                          ; preds = %.lr.ph.us.preheader
  %unroll_iter57 = and i64 %6, 4294967294
  br label %.lr.ph.us

._crit_edge.split.us.us.loopexit.unr-lcssa:       ; preds = %29, %.lr.ph.us.preheader
  %indvars.iv44.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us.preheader ], [ %indvars.iv.next45.1, %29 ]
  %lcmp.mod56.not = icmp eq i64 %xtraiter55, 0
  br i1 %lcmp.mod56.not, label %._crit_edge.split.us.us, label %.lr.ph.us.epil

.lr.ph.us.epil:                                   ; preds = %._crit_edge.split.us.us.loopexit.unr-lcssa
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv44.unr
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds i8, ptr %10, i64 4
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp sgt i32 %11, %13
  br i1 %14, label %15, label %._crit_edge.split.us.us

15:                                               ; preds = %.lr.ph.us.epil
  store i32 %13, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge.split.us.us

._crit_edge.split.us.us:                          ; preds = %._crit_edge.split.us.us.loopexit.unr-lcssa, %15, %.lr.ph.us.epil, %.preheader.us
  %16 = add nuw nsw i32 %.02529.us, 1
  %indvars.iv.next48 = add i32 %indvars.iv47, -1
  %exitcond51.not = icmp eq i32 %16, %4
  br i1 %exitcond51.not, label %._crit_edge30, label %.preheader.us, !llvm.loop !9

.lr.ph.us:                                        ; preds = %29, %.lr.ph.us.preheader.new
  %indvars.iv44 = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us.preheader.new ], [ %indvars.iv.next45.1, %29 ]
  %niter58 = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us.preheader.new ], [ %niter58.next.1, %29 ]
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv44
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %17, i64 4
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %18, %20
  br i1 %21, label %22, label %.lr.ph.us.1

22:                                               ; preds = %.lr.ph.us
  store i32 %20, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  store i32 %18, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.us.1

.lr.ph.us.1:                                      ; preds = %22, %.lr.ph.us
  %indvars.iv.next45 = or disjoint i64 %indvars.iv44, 1
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next45
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = getelementptr inbounds i8, ptr %23, i64 4
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = icmp sgt i32 %24, %26
  br i1 %27, label %28, label %29

28:                                               ; preds = %.lr.ph.us.1
  store i32 %26, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  store i32 %24, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  br label %29

29:                                               ; preds = %28, %.lr.ph.us.1
  %indvars.iv.next45.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv44, 2
  %niter58.next.1 = add i64 %niter58, 2
  %niter58.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter58.next.1, %unroll_iter57
  br i1 %niter58.ncmp.1, label %._crit_edge.split.us.us.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.us, !llvm.loop !11

.preheader.us33:                                  ; preds = %.preheader.lr.ph, %._crit_edge.split.split.us.us
  %indvars.iv41 = phi i32 [ %indvars.iv.next42, %._crit_edge.split.split.us.us ], [ %4, %.preheader.lr.ph ]
  %.02529.us34 = phi i32 [ %40, %._crit_edge.split.split.us.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph ]
  %30 = zext i32 %indvars.iv41 to i64
  %31 = sub nsw i32 %.02529.us34, %1
  %32 = icmp slt i32 %31, -1
  br i1 %32, label %.lr.ph.us35.preheader, label %._crit_edge.split.split.us.us

.lr.ph.us35.preheader:                            ; preds = %.preheader.us33
  %xtraiter = and i64 %30, 1
  %33 = icmp eq i32 %indvars.iv41, 1
  br i1 %33, label %._crit_edge.split.split.us.us.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.us35.preheader.new

.lr.ph.us35.preheader.new:                        ; preds = %.lr.ph.us35.preheader
  %unroll_iter = and i64 %30, 4294967294
  br label %.lr.ph.us35

._crit_edge.split.split.us.us.loopexit.unr-lcssa: ; preds = %53, %.lr.ph.us35.preheader
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us35.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %53 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.split.split.us.us, label %.lr.ph.us35.epil

.lr.ph.us35.epil:                                 ; preds = %._crit_edge.split.split.us.us.loopexit.unr-lcssa
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds i8, ptr %34, i64 4
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = icmp slt i32 %35, %37
  br i1 %38, label %39, label %._crit_edge.split.split.us.us

39:                                               ; preds = %.lr.ph.us35.epil
  store i32 %37, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  store i32 %35, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge.split.split.us.us

._crit_edge.split.split.us.us:                    ; preds = %._crit_edge.split.split.us.us.loopexit.unr-lcssa, %39, %.lr.ph.us35.epil, %.preheader.us33
  %40 = add nuw nsw i32 %.02529.us34, 1
  %indvars.iv.next42 = add i32 %indvars.iv41, -1
  %exitcond43.not = icmp eq i32 %40, %4
  br i1 %exitcond43.not, label %._crit_edge30, label %.preheader.us33, !llvm.loop !9

.lr.ph.us35:                                      ; preds = %53, %.lr.ph.us35.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us35.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %53 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.us35.preheader.new ], [ %niter.next.1, %53 ]
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = getelementptr inbounds i8, ptr %41, i64 4
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = icmp slt i32 %42, %44
  br i1 %45, label %46, label %.lr.ph.us35.1

46:                                               ; preds = %.lr.ph.us35
  store i32 %44, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  store i32 %42, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.us35.1

.lr.ph.us35.1:                                    ; preds = %46, %.lr.ph.us35
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds i8, ptr %47, i64 4
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %51 = icmp slt i32 %48, %50
  br i1 %51, label %52, label %53

52:                                               ; preds = %.lr.ph.us35.1
  store i32 %50, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  store i32 %48, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  br label %53

53:                                               ; preds = %52, %.lr.ph.us35.1
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.split.split.us.us.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.us35, !llvm.loop !11

._crit_edge30:                                    ; preds = %._crit_edge.split.split.us.us, %._crit_edge.split.us.us, %.preheader.lr.ph, %3
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) 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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass