; LLVM IR from amritansh22/Data-Structures-and-Algorithms-in-cpp :: SearchingAlgorithms/ternary_search.ll (Z17it_ternary_searchiiPii)

; 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 @_Z17it_ternary_searchiiPii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store i32 %0, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %14

14:                                               ; preds = %113, %4
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp slt i32 %15, %16
  br i1 %17, label %18, label %112

18:                                               ; preds = %14
  %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 = icmp slt i32 %21, 10
  br i1 %22, label %23, label %47

23:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %24, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %41, %23
  %26 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp sle i32 %26, %27
  br i1 %28, label %30, label %29

29:                                               ; preds = %25
  store i32 4, ptr %11, align 4
  br label %44

30:                                               ; preds = %25
  %31 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp eq i32 %35, %36
  br i1 %37, label %38, label %40

38:                                               ; preds = %30
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %39, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %44

40:                                               ; preds = %30
  br label %41

41:                                               ; preds = %40
  %42 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, 1
  store i32 %43, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %25, !llvm.loop !11

44:                                               ; preds = %38, %29
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %45 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %45, label %116 [
    i32 4, label %46
    i32 1, label %114
  ]

46:                                               ; preds = %44
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  br label %114

47:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %48 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %48, %49
  %51 = sdiv i32 %50, 3
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  store i32 %52, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  %53 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %55 = add nsw i32 %53, %54
  %56 = mul nsw i32 %55, 2
  %57 = sdiv i32 %56, 3
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %59 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %60 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %65 = icmp eq i32 %63, %64
  br i1 %65, label %66, label %68

66:                                               ; preds = %47
  %67 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  store i32 %67, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %109

68:                                               ; preds = %47
  %69 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i32, ptr %69, i64 %71
  %73 = load i32, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %75 = icmp eq i32 %73, %74
  br i1 %75, label %76, label %78

76:                                               ; preds = %68
  %77 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  store i32 %77, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %109

78:                                               ; preds = %68
  %79 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %80 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds i32, ptr %80, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %83, align 4, !tbaa !5
  %85 = icmp sgt i32 %79, %84
  br i1 %85, label %86, label %89

86:                                               ; preds = %78
  %87 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %88 = add nsw i32 %87, 1
  store i32 %88, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %106

89:                                               ; preds = %78
  %90 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %91 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %92 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %91, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %94, align 4, !tbaa !5
  %96 = icmp slt i32 %90, %95
  br i1 %96, label %97, label %100

97:                                               ; preds = %89
  %98 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %99 = sub nsw i32 %98, 1
  store i32 %99, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %105

100:                                              ; preds = %89
  %101 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  store i32 %102, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %103 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %104 = sub nsw i32 %103, 1
  store i32 %104, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %105

105:                                              ; preds = %100, %97
  br label %106

106:                                              ; preds = %105, %86
  br label %107

107:                                              ; preds = %106
  br label %108

108:                                              ; preds = %107
  store i32 0, ptr %11, align 4
  br label %109

109:                                              ; preds = %108, %76, %66
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %110 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %110, label %116 [
    i32 0, label %111
    i32 1, label %114
  ]

111:                                              ; preds = %109
  br label %113

112:                                              ; preds = %14
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  br label %114

113:                                              ; preds = %111
  br label %14, !llvm.loop !13

114:                                              ; preds = %112, %109, %46, %44
  %115 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %115

116:                                              ; preds = %109, %44
  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"}
!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 nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z17it_ternary_searchiiPii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef readonly %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp slt i32 %0, %1
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %.thread

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %37
  %.03662 = phi i32 [ %.238, %37 ], [ %0, %4 ]
  %.04261 = phi i32 [ %.244, %37 ], [ %1, %4 ]
  %6 = sub nsw i32 %.04261, %.03662
  %7 = icmp slt i32 %6, 10
  br i1 %7, label %.preheader, label %14

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph
  %.not67 = icmp sgt i32 %.03662, %.04261
  br i1 %.not67, label %.thread, label %.lr.ph69.preheader

.lr.ph69.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %8 = sext i32 %.03662 to i64
  %9 = add i32 %.04261, 1
  br label %.lr.ph69

.lr.ph69:                                         ; preds = %.lr.ph69.preheader, %13
  %indvars.iv = phi i64 [ %8, %.lr.ph69.preheader ], [ %indvars.iv.next, %13 ]
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %indvars.iv
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp eq i32 %11, %3
  br i1 %12, label %.thread.loopexit.split.loop.exit82, label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph69
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %9, %lftr.wideiv
  br i1 %exitcond.not, label %.thread, label %.lr.ph69, !llvm.loop !9

14:                                               ; preds = %.lr.ph
  %15 = add nsw i32 %.03662, %.04261
  %16 = sdiv i32 %15, 3
  %17 = add nsw i32 %16, 1
  %18 = shl nsw i32 %15, 1
  %19 = sdiv i32 %18, 3
  %20 = sext i32 %17 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp eq i32 %22, %3
  br i1 %23, label %.thread, label %24

24:                                               ; preds = %14
  %25 = add nsw i32 %19, 1
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp eq i32 %28, %3
  br i1 %29, label %.thread, label %30

30:                                               ; preds = %24
  %31 = icmp slt i32 %28, %3
  br i1 %31, label %32, label %34

32:                                               ; preds = %30
  %33 = add nsw i32 %19, 2
  br label %37

34:                                               ; preds = %30
  %35 = icmp sgt i32 %22, %3
  %36 = add nsw i32 %16, 2
  %spec.select50 = select i1 %35, i32 %16, i32 %19
  %spec.select51 = select i1 %35, i32 %.03662, i32 %36
  br label %37

37:                                               ; preds = %34, %32
  %.244 = phi i32 [ %.04261, %32 ], [ %spec.select50, %34 ]
  %.238 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %spec.select51, %34 ]
  %38 = icmp slt i32 %.238, %.244
  br i1 %38, label %.lr.ph, label %.thread

.thread.loopexit.split.loop.exit82:               ; preds = %.lr.ph69
  %39 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %.thread

.thread:                                          ; preds = %37, %14, %24, %13, %.thread.loopexit.split.loop.exit82, %4, %.preheader
  %.3 = phi i32 [ -1, %.preheader ], [ -1, %4 ], [ %39, %.thread.loopexit.split.loop.exit82 ], [ -1, %13 ], [ -1, %37 ], [ %17, %14 ], [ %25, %24 ]
  ret i32 %.3
}

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"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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