; LLVM IR from div-bargali/Data-Structures-and-Algorithms :: C++/Algorithms/Searching-Algorithms/TernarySearch.ll (Z13ternarySearchiiiPi)

; 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 @_Z13ternarySearchiiiPi(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  br label %13

13:                                               ; preds = %80, %4
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp sge i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %81

17:                                               ; preds = %13
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %21 = sub nsw i32 %19, %20
  %22 = sdiv i32 %21, 3
  %23 = add nsw i32 %18, %22
  store i32 %23, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %27 = sub nsw i32 %25, %26
  %28 = sdiv i32 %27, 3
  %29 = sub nsw i32 %24, %28
  store i32 %29, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %30 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp eq i32 %34, %35
  br i1 %36, label %37, label %39

37:                                               ; preds = %17
  %38 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %38, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %78

39:                                               ; preds = %17
  %40 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %41 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %46 = icmp eq i32 %44, %45
  br i1 %46, label %47, label %49

47:                                               ; preds = %39
  %48 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  store i32 %48, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %78

49:                                               ; preds = %39
  %50 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %51 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = icmp slt i32 %50, %55
  br i1 %56, label %57, label %60

57:                                               ; preds = %49
  %58 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %59 = sub nsw i32 %58, 1
  store i32 %59, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %77

60:                                               ; preds = %49
  %61 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %62 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %63 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %62, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %67 = icmp sgt i32 %61, %66
  br i1 %67, label %68, label %71

68:                                               ; preds = %60
  %69 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %76

71:                                               ; preds = %60
  %72 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %75 = sub nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %76

76:                                               ; preds = %71, %68
  br label %77

77:                                               ; preds = %76, %57
  store i32 0, ptr %12, align 4
  br label %78

78:                                               ; preds = %77, %47, %37
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %79 = load i32, ptr %12, align 4
  switch i32 %79, label %84 [
    i32 0, label %80
    i32 1, label %82
  ]

80:                                               ; preds = %78
  br label %13, !llvm.loop !11

81:                                               ; preds = %13
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  br label %82

82:                                               ; preds = %81, %78
  %83 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %83

84:                                               ; preds = %78
  unreachable
}

; 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z13ternarySearchiiiPi(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr nocapture noundef readonly %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not42 = icmp slt i32 %1, %0
  br i1 %.not42, label %.thread, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %29
  %.02844 = phi i32 [ %.230, %29 ], [ %0, %4 ]
  %.03143 = phi i32 [ %.233, %29 ], [ %1, %4 ]
  %5 = sub nsw i32 %.03143, %.02844
  %6 = sdiv i32 %5, 3
  %7 = add nsw i32 %6, %.02844
  %8 = sub nsw i32 %.03143, %6
  %9 = sext i32 %7 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp eq i32 %11, %2
  br i1 %12, label %.thread, label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph
  %14 = sext i32 %8 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp eq i32 %16, %2
  br i1 %17, label %.thread, label %18

18:                                               ; preds = %13
  %19 = icmp sgt i32 %11, %2
  br i1 %19, label %20, label %22

20:                                               ; preds = %18
  %21 = add nsw i32 %7, -1
  br label %29

22:                                               ; preds = %18
  %23 = icmp slt i32 %16, %2
  br i1 %23, label %24, label %26

24:                                               ; preds = %22
  %25 = add nsw i32 %8, 1
  br label %29

26:                                               ; preds = %22
  %27 = add nsw i32 %7, 1
  %28 = add nsw i32 %8, -1
  br label %29

29:                                               ; preds = %20, %26, %24
  %.233 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %.03143, %24 ], [ %28, %26 ]
  %.230 = phi i32 [ %.02844, %20 ], [ %25, %24 ], [ %27, %26 ]
  %.not = icmp slt i32 %.233, %.230
  br i1 %.not, label %.thread, label %.lr.ph

.thread:                                          ; preds = %29, %.lr.ph, %13, %4
  %.2 = phi i32 [ -1, %4 ], [ %8, %13 ], [ %7, %.lr.ph ], [ -1, %29 ]
  ret i32 %.2
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) 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++ TBAA"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass