; LLVM IR from div-bargali/Data-Structures-and-Algorithms :: C++/Algorithms/Searching-Algorithms/KthSmallestSearch.ll (Z11kthSmallestPiiii)

; 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 uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z10findMedianPii(ptr noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca ptr, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp sgt i32 %17, 0
  br i1 %18, label %19, label %142

19:                                               ; preds = %4
  %20 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %23 = sub nsw i32 %21, %22
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  %25 = icmp sle i32 %20, %24
  br i1 %25, label %26, label %142

26:                                               ; preds = %19
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #4
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %29 = sub nsw i32 %27, %28
  %30 = add nsw i32 %29, 1
  store i32 %30, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #4
  %31 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %32 = add nsw i32 %31, 4
  %33 = sdiv i32 %32, 5
  %34 = zext i32 %33 to i64
  %35 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %35, ptr %12, align 8
  %36 = alloca i32, i64 %34, align 16
  store i64 %34, ptr %13, align 8
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %37

37:                                               ; preds = %55, %26
  %38 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = sdiv i32 %39, 5
  %41 = icmp slt i32 %38, %40
  br i1 %41, label %42, label %58

42:                                               ; preds = %37
  %43 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %48 = mul nsw i32 %47, 5
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %49
  %51 = call noundef i32 @_Z10findMedianPii(ptr noundef %50, i32 noundef 5)
  %52 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %36, i64 %53
  store i32 %51, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  br label %55

55:                                               ; preds = %42
  %56 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %37, !llvm.loop !11

58:                                               ; preds = %37
  %59 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %60 = mul nsw i32 %59, 5
  %61 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %62 = icmp slt i32 %60, %61
  br i1 %62, label %63, label %80

63:                                               ; preds = %58
  %64 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %69 = mul nsw i32 %68, 5
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %67, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %73 = srem i32 %72, 5
  %74 = call noundef i32 @_Z10findMedianPii(ptr noundef %71, i32 noundef %73)
  %75 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %36, i64 %76
  store i32 %74, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %79 = add nsw i32 %78, 1
  store i32 %79, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %80

80:                                               ; preds = %63, %58
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #4
  %81 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %82 = icmp eq i32 %81, 1
  br i1 %82, label %83, label %89

83:                                               ; preds = %80
  %84 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %85 = sub nsw i32 %84, 1
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %36, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  br label %95

89:                                               ; preds = %80
  %90 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %91 = sub nsw i32 %90, 1
  %92 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %93 = sdiv i32 %92, 2
  %94 = call noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef %36, i32 noundef 0, i32 noundef %91, i32 noundef %93)
  br label %95

95:                                               ; preds = %89, %83
  %96 = phi i32 [ %88, %83 ], [ %94, %89 ]
  store i32 %96, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #4
  %97 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %98 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %99 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %101 = call noundef i32 @_Z9partitionPiiii(ptr noundef %97, i32 noundef %98, i32 noundef %99, i32 noundef %100)
  store i32 %101, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %103 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %104 = sub nsw i32 %102, %103
  %105 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %106 = sub nsw i32 %105, 1
  %107 = icmp eq i32 %104, %106
  br i1 %107, label %108, label %114

108:                                              ; preds = %95
  %109 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %110 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds i32, ptr %109, i64 %111
  %113 = load i32, ptr %112, align 4, !tbaa !9
  store i32 %113, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %140

114:                                              ; preds = %95
  %115 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %116 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %117 = sub nsw i32 %115, %116
  %118 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %119 = sub nsw i32 %118, 1
  %120 = icmp sgt i32 %117, %119
  br i1 %120, label %121, label %128

121:                                              ; preds = %114
  %122 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %123 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %124 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %125 = sub nsw i32 %124, 1
  %126 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %127 = call noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef %122, i32 noundef %123, i32 noundef %125, i32 noundef %126)
  store i32 %127, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %140

128:                                              ; preds = %114
  %129 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %130 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %131 = add nsw i32 %130, 1
  %132 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %133 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %134 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %135 = sub nsw i32 %133, %134
  %136 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %137 = add nsw i32 %135, %136
  %138 = sub nsw i32 %137, 1
  %139 = call noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef %129, i32 noundef %131, i32 noundef %132, i32 noundef %138)
  store i32 %139, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %16, align 4
  br label %140

140:                                              ; preds = %128, %121, %108
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #4
  %141 = load ptr, ptr %12, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %141)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #4
  br label %143

142:                                              ; preds = %19, %4
  store i32 2147483647, ptr %5, align 4
  br label %143

143:                                              ; preds = %142, %140
  %144 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %144
}

; 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
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z9partitionPiiii(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

attributes #0 = { mustprogress 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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #3 = { 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 #4 = { 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"}


; 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 uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z10findMedianPii(ptr noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp sgt i32 %3, 0
  br i1 %5, label %6, label %62

6:                                                ; preds = %4
  %7 = sub nsw i32 %2, %1
  %8 = add nsw i32 %7, 1
  %.not = icmp slt i32 %8, %3
  br i1 %.not, label %62, label %9

9:                                                ; preds = %6
  %10 = add nuw nsw i32 %7, 5
  %11 = udiv i32 %10, 5
  %12 = zext nneg i32 %11 to i64
  %13 = tail call ptr @llvm.stacksave.p0()
  %14 = alloca i32, i64 %12, align 16
  %.not59 = icmp ult i32 %8, 5
  br i1 %.not59, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %9
  %15 = udiv i32 %8, 5
  %16 = sext i32 %1 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %16
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %15 to i64
  br label %18

18:                                               ; preds = %.lr.ph, %18
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %18 ]
  %.idx = mul i64 %indvars.iv, 20
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %17, i64 %.idx
  %20 = tail call noundef i32 @_Z10findMedianPii(ptr noundef %19, i32 noundef 5)
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %indvars.iv
  store i32 %20, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %18, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %18, %9
  %.049.lcssa = phi i32 [ 0, %9 ], [ %15, %18 ]
  %22 = mul nuw nsw i32 %.049.lcssa, 5
  %.not56 = icmp sgt i32 %22, %7
  br i1 %.not56, label %33, label %23

23:                                               ; preds = %._crit_edge
  %24 = sext i32 %1 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %24
  %26 = zext nneg i32 %22 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %26
  %28 = urem i32 %8, 5
  %29 = tail call noundef i32 @_Z10findMedianPii(ptr noundef %27, i32 noundef %28)
  %30 = zext nneg i32 %.049.lcssa to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %30
  store i32 %29, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %32 = add nuw nsw i32 %.049.lcssa, 1
  br label %33

33:                                               ; preds = %23, %._crit_edge
  %.150 = phi i32 [ %32, %23 ], [ %.049.lcssa, %._crit_edge ]
  %34 = icmp eq i32 %.150, 1
  br i1 %34, label %35, label %37

35:                                               ; preds = %33
  %36 = load i32, ptr %14, align 16, !tbaa !5
  br label %41

37:                                               ; preds = %33
  %38 = add nsw i32 %.150, -1
  %39 = lshr i32 %.150, 1
  %40 = call noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef nonnull %14, i32 noundef 0, i32 noundef %38, i32 noundef %39)
  br label %41

41:                                               ; preds = %37, %35
  %42 = phi i32 [ %36, %35 ], [ %40, %37 ]
  %43 = call noundef i32 @_Z9partitionPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %42)
  %44 = sub nsw i32 %43, %1
  %45 = add nsw i32 %3, -1
  %46 = icmp eq i32 %44, %45
  br i1 %46, label %47, label %51

47:                                               ; preds = %41
  %48 = sext i32 %43 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  br label %61

51:                                               ; preds = %41
  %.not57 = icmp slt i32 %44, %3
  br i1 %.not57, label %55, label %52

52:                                               ; preds = %51
  %53 = add nsw i32 %43, -1
  %54 = call noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %53, i32 noundef %3)
  br label %61

55:                                               ; preds = %51
  %56 = add nsw i32 %43, 1
  %57 = add i32 %1, -1
  %58 = add i32 %57, %3
  %59 = sub i32 %58, %43
  %60 = call noundef i32 @_Z11kthSmallestPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %56, i32 noundef %2, i32 noundef %59)
  br label %61

61:                                               ; preds = %55, %52, %47
  %.0 = phi i32 [ %50, %47 ], [ %54, %52 ], [ %60, %55 ]
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %13)
  br label %62

62:                                               ; preds = %4, %6, %61
  %.1 = phi i32 [ %.0, %61 ], [ 2147483647, %6 ], [ 2147483647, %4 ]
  ret i32 %.1
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local noundef i32 @_Z9partitionPiiii(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #1

attributes #0 = { mustprogress 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 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #2 = { 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"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass