; LLVM IR from ksw2000/Data-Structure-in-C :: Sorting (bubble-sort)

; 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 @bubbleSort(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %7

7:                                                ; preds = %88, %2
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = sub nsw i32 %9, 1
  %11 = icmp slt i32 %8, %10
  br i1 %11, label %12, label %91

12:                                               ; preds = %7
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %13

13:                                               ; preds = %84, %12
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %16 = sub nsw i32 %15, 1
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %18 = sub nsw i32 %16, %17
  %19 = icmp slt i32 %14, %18
  br i1 %19, label %20, label %87

20:                                               ; preds = %13
  %21 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp sgt i32 %25, %31
  br i1 %32, label %33, label %83

33:                                               ; preds = %20
  %34 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %36 = add nsw i32 %35, 1
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %34, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %45 = xor i32 %39, %44
  %46 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %48
  store i32 %45, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  %50 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %6, 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
  %61 = xor i32 %55, %60
  %62 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %62, i64 %65
  store i32 %61, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %67 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %67, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %71, align 4, !tbaa !9
  %73 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !9
  %78 = xor i32 %72, %77
  %79 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %79, i64 %81
  store i32 %78, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  br label %83

83:                                               ; preds = %33, %20
  br label %84

84:                                               ; preds = %83
  %85 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %86 = add nsw i32 %85, 1
  store i32 %86, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %13, !llvm.loop !11

87:                                               ; preds = %13
  br label %88

88:                                               ; preds = %87
  %89 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %90 = add nsw i32 %89, 1
  store i32 %90, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %7, !llvm.loop !13

91:                                               ; preds = %7
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #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 @bubbleSort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = add i32 %1, -1
  %4 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %4, label %.preheader.preheader, label %._crit_edge34

.preheader.preheader:                             ; preds = %2
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 4
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.preheader, %._crit_edge
  %indvars.iv36 = phi i32 [ %indvars.iv.next37, %._crit_edge ], [ %3, %.preheader.preheader ]
  %.02833 = phi i32 [ %26, %._crit_edge ], [ 0, %.preheader.preheader ]
  %5 = zext i32 %indvars.iv36 to i64
  %6 = icmp sgt i32 %3, %.02833
  br i1 %6, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %.pre = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %xtraiter = and i64 %5, 1
  %7 = icmp eq i32 %indvars.iv36, 1
  br i1 %7, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %5, 4294967294
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %20, %.lr.ph.preheader.new
  %8 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader.new ], [ %21, %20 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %20 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %20 ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sgt i32 %8, %10
  br i1 %11, label %12, label %.lr.ph.1

12:                                               ; preds = %.lr.ph
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  store i32 %8, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  store i32 %10, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %12
  %14 = phi i32 [ %10, %.lr.ph ], [ %8, %12 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.1
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sgt i32 %14, %16
  br i1 %17, label %18, label %20

18:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  store i32 %14, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %18, %.lr.ph.1
  %21 = phi i32 [ %16, %.lr.ph.1 ], [ %14, %18 ]
  %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.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %20, %.lr.ph.preheader
  %.unr = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader ], [ %21, %20 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %20 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.unr
  %22 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp sgt i32 %.unr, %22
  br i1 %23, label %24, label %._crit_edge

24:                                               ; preds = %.lr.ph.epil
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  store i32 %.unr, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  store i32 %22, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %24, %.lr.ph.epil, %.preheader
  %26 = add nuw nsw i32 %.02833, 1
  %indvars.iv.next37 = add i32 %indvars.iv36, -1
  %exitcond38.not = icmp eq i32 %26, %3
  br i1 %exitcond38.not, label %._crit_edge34, label %.preheader, !llvm.loop !11

._crit_edge34:                                    ; preds = %._crit_edge, %2
  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: DSEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass