; LLVM IR from codemistic/Data-Structures-and-Algorithms :: Arrays (16_Set_Operation)

; 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"

%struct.Array = type { [10 x i32], i32, i32 }

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind allocsize(0)
declare noalias ptr @malloc(i64 noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @Difference(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #2 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %9 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef 48) #4
  store ptr %9, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %10

10:                                               ; preds = %75, %2
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %12 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %13 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %12, i32 0, i32 2
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !11
  %15 = icmp slt i32 %11, %14
  br i1 %15, label %16, label %22

16:                                               ; preds = %10
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %18, i32 0, i32 2
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !11
  %21 = icmp slt i32 %17, %20
  br label %22

22:                                               ; preds = %16, %10
  %23 = phi i1 [ false, %10 ], [ %21, %16 ]
  br i1 %23, label %24, label %76

24:                                               ; preds = %22
  %25 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %25, i32 0, i32 0
  %27 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %26, i64 0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !9
  %31 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %31, i32 0, i32 0
  %33 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %32, i64 0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !9
  %37 = icmp slt i32 %30, %36
  br i1 %37, label %38, label %52

38:                                               ; preds = %24
  %39 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %40 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %39, i32 0, i32 0
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %43 = sext i32 %41 to i64
  %44 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %40, i64 0, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !9
  %46 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %46, i32 0, i32 0
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %49 = add nsw i32 %48, 1
  store i32 %49, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %50 = sext i32 %48 to i64
  %51 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %47, i64 0, i64 %50
  store i32 %45, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  br label %75

52:                                               ; preds = %24
  %53 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %54 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %53, i32 0, i32 0
  %55 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %54, i64 0, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  %59 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %60 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %59, i32 0, i32 0
  %61 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %60, i64 0, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = icmp slt i32 %58, %64
  br i1 %65, label %66, label %69

66:                                               ; preds = %52
  %67 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %68 = add nsw i32 %67, 1
  store i32 %68, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %74

69:                                               ; preds = %52
  %70 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %74

74:                                               ; preds = %69, %66
  br label %75

75:                                               ; preds = %74, %38
  br label %10, !llvm.loop !13

76:                                               ; preds = %22
  br label %77

77:                                               ; preds = %96, %76
  %78 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %79 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %80 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %79, i32 0, i32 2
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !11
  %82 = icmp slt i32 %78, %81
  br i1 %82, label %83, label %99

83:                                               ; preds = %77
  %84 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %85 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %84, i32 0, i32 0
  %86 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %85, i64 0, i64 %87
  %89 = load i32, ptr %88, align 4, !tbaa !9
  %90 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %91 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %90, i32 0, i32 0
  %92 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %93 = add nsw i32 %92, 1
  store i32 %93, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %94 = sext i32 %92 to i64
  %95 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %91, i64 0, i64 %94
  store i32 %89, ptr %95, align 4, !tbaa !9
  br label %96

96:                                               ; preds = %83
  %97 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %98 = add nsw i32 %97, 1
  store i32 %98, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %77, !llvm.loop !15

99:                                               ; preds = %77
  %100 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %101 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %102 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %101, i32 0, i32 2
  store i32 %100, ptr %102, align 4, !tbaa !11
  %103 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %104 = getelementptr inbounds %struct.Array, ptr %103, i32 0, i32 1
  store i32 10, ptr %104, align 4, !tbaa !16
  %105 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  ret ptr %105
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { nounwind allocsize(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 #2 = { 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 #3 = { nounwind }
attributes #4 = { nounwind allocsize(0) }

!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 = !{!12, !10, i64 44}
!12 = !{!"Array", !7, i64 0, !10, i64 40, !10, i64 44}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = !{!12, !10, i64 40}


; 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 nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @malloc(i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nofree nounwind uwtable
define dso_local noalias noundef ptr @Difference(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1) local_unnamed_addr #1 {
  %3 = tail call noalias dereferenceable_or_null(48) ptr @malloc(i64 noundef 48) #4
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 44
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = icmp sgt i32 %5, 0
  br i1 %6, label %.lr.ph, label %.critedge

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 44
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %9

9:                                                ; preds = %.lr.ph, %31
  %.039 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %.1, %31 ]
  %.02938 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %.130, %31 ]
  %.03237 = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %.133, %31 ]
  %10 = icmp slt i32 %.03237, %8
  br i1 %10, label %11, label %.critedge

11:                                               ; preds = %9
  %12 = sext i32 %.039 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %0, i64 0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !10
  %15 = sext i32 %.03237 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %1, i64 0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !10
  %18 = icmp slt i32 %14, %17
  br i1 %18, label %19, label %24

19:                                               ; preds = %11
  %20 = add nsw i32 %.039, 1
  %21 = add nsw i32 %.02938, 1
  %22 = sext i32 %.02938 to i64
  %23 = getelementptr inbounds [10 x i32], ptr %3, i64 0, i64 %22
  store i32 %14, ptr %23, align 4, !tbaa !10
  br label %31

24:                                               ; preds = %11
  %25 = icmp slt i32 %17, %14
  br i1 %25, label %26, label %28

26:                                               ; preds = %24
  %27 = add nsw i32 %.03237, 1
  br label %31

28:                                               ; preds = %24
  %29 = add nsw i32 %.039, 1
  %30 = add nsw i32 %.03237, 1
  br label %31

31:                                               ; preds = %26, %28, %19
  %.133 = phi i32 [ %.03237, %19 ], [ %27, %26 ], [ %30, %28 ]
  %.130 = phi i32 [ %21, %19 ], [ %.02938, %26 ], [ %.02938, %28 ]
  %.1 = phi i32 [ %20, %19 ], [ %.039, %26 ], [ %29, %28 ]
  %32 = icmp slt i32 %.1, %5
  br i1 %32, label %9, label %.critedge, !llvm.loop !11

.critedge:                                        ; preds = %9, %31, %2
  %.029.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.130, %31 ], [ %.02938, %9 ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.1, %31 ], [ %.039, %9 ]
  %33 = icmp slt i32 %.0.lcssa, %5
  br i1 %33, label %.lr.ph48.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph48.preheader:                               ; preds = %.critedge
  %34 = sext i32 %.029.lcssa to i64
  %35 = shl nsw i64 %34, 2
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %3, i64 %35
  %36 = sext i32 %.0.lcssa to i64
  %37 = shl nsw i64 %36, 2
  %scevgep50 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %37
  %38 = xor i32 %.0.lcssa, -1
  %39 = add i32 %5, %38
  %40 = zext i32 %39 to i64
  %41 = shl nuw nsw i64 %40, 2
  %42 = add nuw nsw i64 %41, 4
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep50, i64 %42, i1 false), !tbaa !10
  %wide.trip.count = sext i32 %5 to i64
  %43 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %36
  %min.iters.check = icmp ult i64 %43, 4
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph48.preheader57, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph48.preheader
  %n.vec = and i64 %43, -4
  %ind.end = add nsw i64 %n.vec, %36
  %44 = insertelement <2 x i64> <i64 poison, i64 0>, i64 %34, i64 0
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.phi = phi <2 x i64> [ %44, %vector.ph ], [ %45, %vector.body ]
  %vec.phi56 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %46, %vector.body ]
  %45 = add <2 x i64> %vec.phi, <i64 1, i64 1>
  %46 = add <2 x i64> %vec.phi56, <i64 1, i64 1>
  %index.next = add nuw i64 %index, 4
  %47 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %47, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !13

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <2 x i64> %46, %45
  %48 = tail call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %bin.rdx)
  %cmp.n = icmp eq i64 %43, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge.loopexit, label %.lr.ph48.preheader57

.lr.ph48.preheader57:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph48.preheader
  %indvars.iv51.ph = phi i64 [ %34, %.lr.ph48.preheader ], [ %48, %middle.block ]
  %indvars.iv.ph = phi i64 [ %36, %.lr.ph48.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %.lr.ph48

.lr.ph48:                                         ; preds = %.lr.ph48.preheader57, %.lr.ph48
  %indvars.iv51 = phi i64 [ %indvars.iv.next52, %.lr.ph48 ], [ %indvars.iv51.ph, %.lr.ph48.preheader57 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph48 ], [ %indvars.iv.ph, %.lr.ph48.preheader57 ]
  %indvars.iv.next52 = add nsw i64 %indvars.iv51, 1
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge.loopexit, label %.lr.ph48, !llvm.loop !16

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph48, %middle.block
  %indvars.iv.next52.lcssa = phi i64 [ %48, %middle.block ], [ %indvars.iv.next52, %.lr.ph48 ]
  %49 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next52.lcssa to i32
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.critedge
  %.231.lcssa = phi i32 [ %.029.lcssa, %.critedge ], [ %49, %._crit_edge.loopexit ]
  %50 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 44
  store i32 %.231.lcssa, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %51 = getelementptr inbounds i8, ptr %3, i64 40
  store i32 10, ptr %51, align 4, !tbaa !17
  ret ptr %3
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64>) #3

attributes #0 = { mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { nofree 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 #2 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #4 = { nounwind allocsize(0) }

!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, !9, i64 44}
!6 = !{!"Array", !7, i64 0, !9, i64 40, !9, i64 44}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!"int", !7, i64 0}
!10 = !{!9, !9, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12, !14, !15}
!14 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!15 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!16 = distinct !{!16, !12, !15, !14}
!17 = !{!6, !9, i64 40}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass