; LLVM IR from 4N1Z/Sorting-Searching-Algorithms :: Searching/Interpolation-Search/in_CPP.ll (Z19interpolationSearchPiiii)

; 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: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiiii(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) #3
  %12 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp sle i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %101

15:                                               ; preds = %4
  %16 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %17 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %7, 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 = icmp sge i32 %16, %21
  br i1 %22, label %23, label %101

23:                                               ; preds = %15
  %24 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %25 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !9
  %30 = icmp sle i32 %24, %29
  br i1 %30, label %31, label %101

31:                                               ; preds = %23
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %33 = sitofp i32 %32 to double
  %34 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %35 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %36 = sub nsw i32 %34, %35
  %37 = sitofp i32 %36 to double
  %38 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %7, 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 = sub nsw i32 %42, %47
  %49 = sitofp i32 %48 to double
  %50 = fdiv double %37, %49
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %57 = sub nsw i32 %51, %56
  %58 = sitofp i32 %57 to double
  %59 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %50, double %58, double %33)
  %60 = fptosi double %59 to i32
  store i32 %60, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %67 = icmp eq i32 %65, %66
  br i1 %67, label %68, label %70

68:                                               ; preds = %31
  %69 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %69, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %102

70:                                               ; preds = %31
  %71 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %71, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %77 = icmp slt i32 %75, %76
  br i1 %77, label %78, label %85

78:                                               ; preds = %70
  %79 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %81 = add nsw i32 %80, 1
  %82 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %84 = call noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiiii(ptr noundef %79, i32 noundef %81, i32 noundef %82, i32 noundef %83)
  store i32 %84, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %102

85:                                               ; preds = %70
  %86 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds i32, ptr %86, i64 %88
  %90 = load i32, ptr %89, align 4, !tbaa !9
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %92 = icmp sgt i32 %90, %91
  br i1 %92, label %93, label %100

93:                                               ; preds = %85
  %94 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %96 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %97 = sub nsw i32 %96, 1
  %98 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %99 = call noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiiii(ptr noundef %94, i32 noundef %95, i32 noundef %97, i32 noundef %98)
  store i32 %99, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %102

100:                                              ; preds = %85
  br label %101

101:                                              ; preds = %100, %23, %15, %4
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %102

102:                                              ; preds = %101, %93, %78, %68
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %103 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %103
}

; 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 speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

attributes #0 = { mustprogress 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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #3 = { 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}


; 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 norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not4858 = icmp sgt i32 %1, %2
  br i1 %.not4858, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %tailrecurse.outer
  %.tr45.ph60 = phi i32 [ %.tr4549, %tailrecurse.outer ], [ %2, %4 ]
  %.tr44.ph59 = phi i32 [ %28, %tailrecurse.outer ], [ %1, %4 ]
  %5 = sext i32 %.tr44.ph59 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %.not42 = icmp sgt i32 %7, %3
  %8 = sitofp i32 %.tr44.ph59 to double
  %9 = sub nsw i32 %3, %7
  %10 = sitofp i32 %9 to double
  br i1 %.not42, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph.split

.lr.ph.split:                                     ; preds = %.lr.ph, %29
  %.tr4549 = phi i32 [ %31, %29 ], [ %.tr45.ph60, %.lr.ph ]
  %11 = sext i32 %.tr4549 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %11
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %.not43 = icmp slt i32 %13, %3
  br i1 %.not43, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %14

14:                                               ; preds = %.lr.ph.split
  %15 = sub nsw i32 %.tr4549, %.tr44.ph59
  %16 = sitofp i32 %15 to double
  %17 = sub nsw i32 %13, %7
  %18 = sitofp i32 %17 to double
  %19 = fdiv double %16, %18
  %20 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %19, double %10, double %8)
  %21 = fptosi double %20 to i32
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp eq i32 %24, %3
  br i1 %25, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %26

26:                                               ; preds = %14
  %27 = icmp slt i32 %24, %3
  br i1 %27, label %tailrecurse.outer, label %29

tailrecurse.outer:                                ; preds = %26
  %28 = add nsw i32 %21, 1
  %.not48.not = icmp sgt i32 %.tr4549, %21
  br i1 %.not48.not, label %.lr.ph, label %tailrecurse.outer._crit_edge

29:                                               ; preds = %26
  %30 = icmp sle i32 %24, %3
  %31 = add nsw i32 %21, -1
  %.not = icmp sge i32 %.tr44.ph59, %21
  %or.cond = or i1 %30, %.not
  br i1 %or.cond, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph.split

tailrecurse.outer._crit_edge:                     ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse.outer, %14, %29, %.lr.ph.split, %4
  %.0 = phi i32 [ -1, %4 ], [ -1, %.lr.ph.split ], [ -1, %29 ], [ %21, %14 ], [ -1, %tailrecurse.outer ], [ -1, %.lr.ph ]
  ret i32 %.0
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn 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" }
attributes #1 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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++ TBAA"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass