; LLVM IR from ksw2000/Data-Structure-in-C :: Sorting (insertion-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 @insertionSort(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 1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %7

7:                                                ; preds = %85, %2
  %8 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = icmp slt i32 %8, %9
  br i1 %10, label %11, label %88

11:                                               ; preds = %7
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %12, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %13

13:                                               ; preds = %81, %11
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sgt i32 %14, 0
  br i1 %15, label %16, label %29

16:                                               ; preds = %13
  %17 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %6, 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 ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %24 = sub nsw i32 %23, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp slt i32 %21, %27
  br label %29

29:                                               ; preds = %16, %13
  %30 = phi i1 [ false, %13 ], [ %28, %16 ]
  br i1 %30, label %31, label %84

31:                                               ; preds = %29
  %32 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !9
  %37 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %39 = sub nsw i32 %38, 1
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = xor i32 %36, %42
  %44 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 %46
  store i32 %43, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  %53 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %55 = sub nsw i32 %54, 1
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %53, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  %59 = xor i32 %52, %58
  %60 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %62 = sub nsw i32 %61, 1
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %60, i64 %63
  store i32 %59, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %65 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %65, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  %70 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %72 = sub nsw i32 %71, 1
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %76 = xor i32 %69, %75
  %77 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %77, i64 %79
  store i32 %76, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  br label %81

81:                                               ; preds = %31
  %82 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %82, -1
  store i32 %83, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %13, !llvm.loop !11

84:                                               ; preds = %29
  br label %85

85:                                               ; preds = %84
  %86 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %7, !llvm.loop !13

88:                                               ; 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 @insertionSort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %3, label %.preheader.preheader, label %._crit_edge

.preheader.preheader:                             ; preds = %2
  %4 = add nsw i32 %1, -1
  %xtraiter = and i32 %4, 1
  %5 = icmp eq i32 %1, 2
  br i1 %5, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.preheader.preheader.new

.preheader.preheader.new:                         ; preds = %.preheader.preheader
  %unroll_iter = and i32 %4, -2
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.critedge.1, %.preheader.preheader.new
  %.02731 = phi i32 [ 1, %.preheader.preheader.new ], [ %27, %.critedge.1 ]
  %niter = phi i32 [ 0, %.preheader.preheader.new ], [ %niter.next.1, %.critedge.1 ]
  br label %6

6:                                                ; preds = %.preheader, %13
  %.030 = phi i32 [ %.02731, %.preheader ], [ %14, %13 ]
  %7 = zext nneg i32 %.030 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %7
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = getelementptr i8, ptr %8, i64 -4
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %9, %11
  br i1 %12, label %13, label %.critedge

13:                                               ; preds = %6
  store i32 %9, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %14 = add nsw i32 %.030, -1
  %15 = icmp sgt i32 %.030, 1
  br i1 %15, label %6, label %.critedge, !llvm.loop !9

.critedge:                                        ; preds = %6, %13
  %16 = add nuw nsw i32 %.02731, 1
  br label %17

17:                                               ; preds = %24, %.critedge
  %.030.1 = phi i32 [ %16, %.critedge ], [ %25, %24 ]
  %18 = zext nneg i32 %.030.1 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = getelementptr i8, ptr %19, i64 -4
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp slt i32 %20, %22
  br i1 %23, label %24, label %.critedge.1

24:                                               ; preds = %17
  store i32 %20, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  store i32 %22, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %.030.1, -1
  %26 = icmp sgt i32 %.030.1, 1
  br i1 %26, label %17, label %.critedge.1, !llvm.loop !9

.critedge.1:                                      ; preds = %24, %17
  %27 = add nuw nsw i32 %.02731, 2
  %niter.next.1 = add i32 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i32 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.preheader, !llvm.loop !11

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %.critedge.1, %.preheader.preheader
  %.02731.unr = phi i32 [ 1, %.preheader.preheader ], [ %27, %.critedge.1 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.preheader.epil

.preheader.epil:                                  ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %34
  %.030.epil = phi i32 [ %35, %34 ], [ %.02731.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %28 = zext nneg i32 %.030.epil to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = getelementptr i8, ptr %29, i64 -4
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp slt i32 %30, %32
  br i1 %33, label %34, label %._crit_edge

34:                                               ; preds = %.preheader.epil
  store i32 %30, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  store i32 %32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %.030.epil, -1
  %36 = icmp sgt i32 %.030.epil, 1
  br i1 %36, label %.preheader.epil, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %34, %.preheader.epil, %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,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass