; LLVM IR from codemistic/Data-Structures-and-Algorithms :: Arrays/33_Sort_0_1_2.ll (Z17simplifiedsort012Pii)

; 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 void @_Z17simplifiedsort012Pii(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
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = 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
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %10 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %11 = sub nsw i32 %10, 1
  store i32 %11, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %81, %58, %2
  %13 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp slt i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %20

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = icmp sle i32 %17, %18
  br label %20

20:                                               ; preds = %16, %12
  %21 = phi i1 [ false, %12 ], [ %19, %16 ]
  br i1 %21, label %22, label %84

22:                                               ; preds = %20
  %23 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp eq i32 %27, 0
  br i1 %28, label %29, label %51

29:                                               ; preds = %22
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %30 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  store i32 %34, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  store i32 %39, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %45 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i64 %47
  store i32 %44, ptr %48, align 4, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %81

51:                                               ; preds = %22
  %52 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp eq i32 %56, 2
  br i1 %57, label %58, label %80

58:                                               ; preds = %51
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %59 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !9
  store i32 %63, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %64 = load ptr, ptr %3, 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 %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i32, ptr %69, i64 %71
  store i32 %68, ptr %72, align 4, !tbaa !9
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %74 = load ptr, ptr %3, 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
  store i32 %73, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %79 = add nsw i32 %78, -1
  store i32 %79, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %12

80:                                               ; preds = %51
  br label %81

81:                                               ; preds = %80, %29
  %82 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %82, 1
  store i32 %83, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %12, !llvm.loop !11

84:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  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 = { 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 = !{!"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 nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z17simplifiedsort012Pii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %3, label %.lr.ph.preheader, label %.outer._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %2
  %4 = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.outer
  %indvars.iv45 = phi i64 [ %4, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next46, %.outer ]
  %.0.ph39 = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv, %.outer ]
  %.029.ph38 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.02935, %.outer ]
  %indvars.iv.next46 = add nsw i64 %indvars.iv45, -1
  %sext = shl i64 %.0.ph39, 32
  %5 = ashr exact i64 %sext, 32
  br label %6

6:                                                ; preds = %.lr.ph, %21
  %indvars.iv = phi i64 [ %5, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %21 ]
  %.02935 = phi i32 [ %.029.ph38, %.lr.ph ], [ %.1, %21 ]
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  switch i32 %8, label %21 [
    i32 0, label %9
    i32 2, label %.outer
  ]

9:                                                ; preds = %6
  %10 = sext i32 %.02935 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  store i32 %12, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = add nsw i32 %.02935, 1
  br label %21

.outer:                                           ; preds = %6
  %14 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next46
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store i32 2, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp slt i32 %14, %1
  %sext48 = shl i64 %indvars.iv, 32
  %18 = ashr exact i64 %sext48, 32
  %19 = icmp slt i64 %18, %indvars.iv.next46
  %20 = select i1 %17, i1 %19, i1 false
  br i1 %20, label %.lr.ph, label %.outer._crit_edge

21:                                               ; preds = %6, %9
  %.1 = phi i32 [ %13, %9 ], [ %.02935, %6 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %22 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %4
  %23 = icmp slt i64 %indvars.iv, %indvars.iv.next46
  %24 = select i1 %22, i1 %23, i1 false
  br i1 %24, label %6, label %.outer._crit_edge, !llvm.loop !9

.outer._crit_edge:                                ; preds = %.outer, %21, %2
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress 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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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