; LLVM IR from div-bargali/Data-Structures-and-Algorithms :: C++/Algorithms/Searching-Algorithms/KthSmallestSearch.ll (Z9partitionPiiii)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z9partitionPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #1 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %11 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %11, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %26, %4
  %13 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp slt i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %29

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %17, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = icmp eq i32 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %25

24:                                               ; preds = %16
  br label %29

25:                                               ; preds = %16
  br label %26

26:                                               ; preds = %25
  %27 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %12, !llvm.loop !11

29:                                               ; preds = %24, %12
  %30 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %34, i64 %36
  call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %33, ptr noundef %37)
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %38, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %39 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %39, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %40

40:                                               ; preds = %66, %29
  %41 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %43 = sub nsw i32 %42, 1
  %44 = icmp sle i32 %41, %43
  br i1 %44, label %46, label %45

45:                                               ; preds = %40
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %69

46:                                               ; preds = %40
  %47 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp sle i32 %51, %52
  br i1 %53, label %54, label %65

54:                                               ; preds = %46
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %57
  %59 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %61
  call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %58, ptr noundef %62)
  %63 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  store i32 %64, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %65

65:                                               ; preds = %54, %46
  br label %66

66:                                               ; preds = %65
  %67 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %68 = add nsw i32 %67, 1
  store i32 %68, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %40, !llvm.loop !13

69:                                               ; preds = %45
  %70 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %72
  %74 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %74, i64 %76
  call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %73, ptr noundef %77)
  %78 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  ret i32 %78
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z4swapPiS_(ptr noundef, ptr noundef) #1

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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++ 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z9partitionPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp slt i32 %1, %2
  %6 = sext i32 %1 to i64
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %._crit_edge.thread

._crit_edge.thread:                               ; preds = %4
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %6
  %8 = sext i32 %2 to i64
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %8
  tail call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %7, ptr noundef %9)
  br label %._crit_edge37

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %13
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %13 ], [ %6, %4 ]
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp eq i32 %11, %3
  br i1 %12, label %._crit_edge.split.loop.exit46, label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %lftr.wideiv, %2
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge.split.loop.exit46:                    ; preds = %.lr.ph
  %14 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %13, %._crit_edge.split.loop.exit46
  %.028.lcssa = phi i32 [ %14, %._crit_edge.split.loop.exit46 ], [ %2, %13 ]
  %15 = sext i32 %.028.lcssa to i64
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %15
  %17 = sext i32 %2 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %17
  tail call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %16, ptr noundef %18)
  br i1 %5, label %.lr.ph36.preheader, label %._crit_edge37

.lr.ph36.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %19 = sext i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph36

._crit_edge37:                                    ; preds = %29, %._crit_edge.thread, %._crit_edge
  %20 = phi ptr [ %18, %._crit_edge ], [ %9, %._crit_edge.thread ], [ %18, %29 ]
  %.1.lcssa = phi i32 [ %1, %._crit_edge ], [ %1, %._crit_edge.thread ], [ %.2, %29 ]
  %21 = sext i32 %.1.lcssa to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %21
  tail call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %22, ptr noundef %20)
  ret i32 %.1.lcssa

.lr.ph36:                                         ; preds = %.lr.ph36.preheader, %29
  %indvars.iv40 = phi i64 [ %19, %.lr.ph36.preheader ], [ %indvars.iv.next41, %29 ]
  %.133 = phi i32 [ %1, %.lr.ph36.preheader ], [ %.2, %29 ]
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv40
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp sgt i32 %24, %3
  br i1 %.not, label %29, label %25

25:                                               ; preds = %.lr.ph36
  %26 = sext i32 %.133 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %26
  tail call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %27, ptr noundef nonnull %23)
  %28 = add nsw i32 %.133, 1
  br label %29

29:                                               ; preds = %.lr.ph36, %25
  %.2 = phi i32 [ %28, %25 ], [ %.133, %.lr.ph36 ]
  %indvars.iv.next41 = add nsw i64 %indvars.iv40, 1
  %lftr.wideiv43 = trunc i64 %indvars.iv.next41 to i32
  %exitcond44.not = icmp eq i32 %lftr.wideiv43, %2
  br i1 %exitcond44.not, label %._crit_edge37, label %.lr.ph36, !llvm.loop !11
}

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z4swapPiS_(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

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" }

!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 = 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,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass