; LLVM IR from nonstriater/Learn-Algorithms :: 6 Sort (insert_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: 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 uwtable
define dso_local void @bubble_sort(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %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
  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 %6, align 4, !tbaa !9
  br label %9

9:                                                ; preds = %63, %2
  %10 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %12 = sub nsw i32 %11, 1
  %13 = icmp slt i32 %10, %12
  br i1 %13, label %15, label %14

14:                                               ; preds = %9
  store i32 2, ptr %7, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %66

15:                                               ; preds = %9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %59, %15
  %17 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %20 = sub nsw i32 %18, %19
  %21 = icmp slt i32 %17, %20
  br i1 %21, label %23, label %22

22:                                               ; preds = %16
  store i32 5, ptr %7, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %62

23:                                               ; preds = %16
  %24 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %24, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !9
  %29 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = add nsw i32 %30, 1
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp sgt i32 %28, %34
  br i1 %35, label %36, label %58

36:                                               ; preds = %23
  %37 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  store i32 %41, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %42, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %50
  store i32 %47, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %53 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %53, i64 %56
  store i32 %52, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  br label %58

58:                                               ; preds = %36, %23
  br label %59

59:                                               ; preds = %58
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %61 = add nsw i32 %60, 1
  store i32 %61, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %16, !llvm.loop !11

62:                                               ; preds = %22
  br label %63

63:                                               ; preds = %62
  %64 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %9, !llvm.loop !13

66:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 = { 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 @bubble_sort(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_edge24

.preheader.preheader:                             ; preds = %2
  %4 = add nsw i32 %1, -2
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 4
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.preheader, %._crit_edge
  %indvars.iv26 = phi i32 [ %1, %.preheader.preheader ], [ %indvars.iv.next27, %._crit_edge ]
  %.01923 = phi i32 [ 0, %.preheader.preheader ], [ %12, %._crit_edge ]
  %5 = zext i32 %indvars.iv26 to i64
  %6 = icmp slt i32 %.01923, %1
  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.iv26, 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

._crit_edge24:                                    ; preds = %._crit_edge, %2
  ret void

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %25, %.lr.ph.preheader
  %.unr = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader ], [ %26, %25 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %25 ]
  %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
  %8 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp sgt i32 %.unr, %8
  br i1 %9, label %10, label %._crit_edge

10:                                               ; preds = %.lr.ph.epil
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  store i32 %8, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  store i32 %.unr, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %10, %.lr.ph.epil, %.preheader
  %12 = add nuw nsw i32 %.01923, 1
  %indvars.iv.next27 = add i32 %indvars.iv26, -1
  %exitcond28.not = icmp eq i32 %.01923, %4
  br i1 %exitcond28.not, label %._crit_edge24, label %.preheader, !llvm.loop !9

.lr.ph:                                           ; preds = %25, %.lr.ph.preheader.new
  %13 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader.new ], [ %26, %25 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %25 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %25 ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp sgt i32 %13, %15
  br i1 %16, label %17, label %.lr.ph.1

17:                                               ; preds = %.lr.ph
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  store i32 %15, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  store i32 %13, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %17
  %19 = phi i32 [ %15, %.lr.ph ], [ %13, %17 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.1
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp sgt i32 %19, %21
  br i1 %22, label %23, label %25

23:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  store i32 %21, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  store i32 %19, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %23, %.lr.ph.1
  %26 = phi i32 [ %21, %.lr.ph.1 ], [ %19, %23 ]
  %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 !11
}

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: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass