; LLVM IR from aferikoglou/GenHLSOptimizer :: dataset/machsuite-sort-radix (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 @last_step_scan(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #1 {
  %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
  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) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %8

8:                                                ; preds = %2
  br label %9

9:                                                ; preds = %8
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %10

10:                                               ; preds = %43, %9
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %12 = icmp slt i32 %11, 128
  br i1 %12, label %13, label %46

13:                                               ; preds = %10
  br label %14

14:                                               ; preds = %13
  br label %15

15:                                               ; preds = %14
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %39, %15
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp slt i32 %17, 16
  br i1 %18, label %19, label %42

19:                                               ; preds = %16
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %21 = mul nsw i32 %20, 16
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %23 = add nsw i32 %21, %22
  store i32 %23, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %24 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %7, 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 %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = add nsw i32 %28, %33
  %35 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  store i32 %34, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  br label %39

39:                                               ; preds = %19
  %40 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %41 = add nsw i32 %40, 1
  store i32 %41, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %16, !llvm.loop !11

42:                                               ; preds = %16
  br label %43

43:                                               ; preds = %42
  %44 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  store i32 %45, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %10, !llvm.loop !13

46:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  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 @last_step_scan(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1) local_unnamed_addr #0 {
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %2, %.preheader
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %2 ], [ %indvars.iv.next, %.preheader ]
  %3 = shl nuw nsw i64 %indvars.iv, 4
  %4 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %5 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %3
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %7 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %8 = add nsw i32 %7, %6
  store i32 %8, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %9 = or disjoint i64 %3, 1
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %13 = add nsw i32 %12, %11
  store i32 %13, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %14 = or disjoint i64 %3, 2
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %18 = add nsw i32 %17, %16
  store i32 %18, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %19 = or disjoint i64 %3, 3
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %23 = add nsw i32 %22, %21
  store i32 %23, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %24 = or disjoint i64 %3, 4
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %27, %26
  store i32 %28, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %29 = or disjoint i64 %3, 5
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %32, %31
  store i32 %33, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %34 = or disjoint i64 %3, 6
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %38 = add nsw i32 %37, %36
  store i32 %38, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %39 = or disjoint i64 %3, 7
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %42, %41
  store i32 %43, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %44 = or disjoint i64 %3, 8
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %48 = add nsw i32 %47, %46
  store i32 %48, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %49 = or disjoint i64 %3, 9
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %52, %51
  store i32 %53, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %54 = or disjoint i64 %3, 10
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %57, %56
  store i32 %58, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %59 = or disjoint i64 %3, 11
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %63 = add nsw i32 %62, %61
  store i32 %63, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %64 = or disjoint i64 %3, 12
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %68 = add nsw i32 %67, %66
  store i32 %68, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %69 = or disjoint i64 %3, 13
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %69
  %71 = load i32, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %73 = add nsw i32 %72, %71
  store i32 %73, ptr %70, align 4, !tbaa !5
  %74 = or disjoint i64 %3, 14
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %74
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %78 = add nsw i32 %77, %76
  store i32 %78, ptr %75, align 4, !tbaa !5
  %79 = or disjoint i64 %3, 15
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %83 = add nsw i32 %82, %81
  store i32 %83, ptr %80, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, 128
  br i1 %exitcond.not, label %84, label %.preheader, !llvm.loop !9

84:                                               ; preds = %.preheader
  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"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass