; LLVM IR from 4N1Z/Sorting-Searching-Algorithms :: Searching/Interpolation-Search (in_C)

; 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 i32 @interpolation_search(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %12

12:                                               ; preds = %66, %4
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sle i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %67

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = sub nsw i32 %18, %19
  %21 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %22 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  %27 = sub nsw i32 %21, %26
  %28 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !9
  %33 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  %38 = sub nsw i32 %32, %37
  %39 = sdiv i32 %27, %38
  %40 = mul nsw i32 %20, %39
  %41 = add nsw i32 %17, %40
  store i32 %41, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %43 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !9
  %48 = icmp eq i32 %42, %47
  br i1 %48, label %49, label %52

49:                                               ; preds = %16
  %50 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %51 = add nsw i32 %50, 1
  store i32 %51, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %68

52:                                               ; preds = %16
  %53 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %54 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %54, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  %59 = icmp slt i32 %53, %58
  br i1 %59, label %60, label %63

60:                                               ; preds = %52
  %61 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %62 = sub nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %66

63:                                               ; preds = %52
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %66

66:                                               ; preds = %63, %60
  br label %12, !llvm.loop !11

67:                                               ; preds = %12
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %68

68:                                               ; preds = %67, %49
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %69 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %69
}

; 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"}


; 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: read) uwtable
define dso_local range(i32 -2147483647, -2147483648) i32 @interpolation_search(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not26 = icmp sgt i32 %1, %2
  br i1 %.not26, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %23
  %.02128 = phi i32 [ %.1, %23 ], [ %1, %4 ]
  %.02227 = phi i32 [ %.123, %23 ], [ %2, %4 ]
  %5 = sub nsw i32 %.02227, %.02128
  %6 = sext i32 %.02128 to i64
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = sub nsw i32 %3, %8
  %10 = sext i32 %.02227 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = sub nsw i32 %12, %8
  %14 = sdiv i32 %9, %13
  %15 = mul nsw i32 %14, %5
  %16 = add nsw i32 %15, %.02128
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp eq i32 %19, %3
  br i1 %20, label %21, label %23

21:                                               ; preds = %.lr.ph
  %22 = add nsw i32 %16, 1
  br label %.loopexit

23:                                               ; preds = %.lr.ph
  %24 = icmp sgt i32 %19, %3
  %25 = add nsw i32 %16, -1
  %26 = add nsw i32 %16, 1
  %.123 = select i1 %24, i32 %25, i32 %.02227
  %.1 = select i1 %24, i32 %.02128, i32 %26
  %.not = icmp sgt i32 %.1, %.123
  br i1 %.not, label %.loopexit, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

.loopexit:                                        ; preds = %23, %4, %21
  %.0 = phi i32 [ %22, %21 ], [ -1, %4 ], [ -1, %23 ]
  ret i32 %.0
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind 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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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