; LLVM IR from devparthgarg/Data-Structures-and-Algorithms :: 05. Arrays/21 Majority Element/21b Majority Element.ll (Z15majorityElementPii)

; 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 nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z15majorityElementPii(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %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 %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %41, %2
  %13 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp slt i32 %13, %14
  br i1 %15, label %17, label %16

16:                                               ; preds = %12
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %44

17:                                               ; preds = %12
  %18 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %23 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp eq i32 %22, %27
  br i1 %28, label %29, label %32

29:                                               ; preds = %17
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %31 = add nsw i32 %30, 1
  store i32 %31, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %35

32:                                               ; preds = %17
  %33 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %34 = add nsw i32 %33, -1
  store i32 %34, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %35

35:                                               ; preds = %32, %29
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %37 = icmp eq i32 %36, 0
  br i1 %37, label %38, label %40

38:                                               ; preds = %35
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %39, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %40

40:                                               ; preds = %38, %35
  br label %41

41:                                               ; preds = %40
  %42 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %43 = add nsw i32 %42, 1
  store i32 %43, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %12, !llvm.loop !11

44:                                               ; preds = %16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %45

45:                                               ; preds = %66, %44
  %46 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %48 = icmp slt i32 %46, %47
  br i1 %48, label %50, label %49

49:                                               ; preds = %45
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %69

50:                                               ; preds = %45
  %51 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = icmp eq i32 %55, %60
  br i1 %61, label %62, label %65

62:                                               ; preds = %50
  %63 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  store i32 %64, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %65

65:                                               ; preds = %62, %50
  br label %66

66:                                               ; preds = %65
  %67 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %68 = add nsw i32 %67, 1
  store i32 %68, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %45, !llvm.loop !13

69:                                               ; preds = %49
  %70 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %71 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %72 = sdiv i32 %71, 2
  %73 = icmp sgt i32 %70, %72
  br i1 %73, label %74, label %80

74:                                               ; preds = %69
  %75 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %77
  %79 = load i32, ptr %78, align 4, !tbaa !9
  store i32 %79, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %81

80:                                               ; preds = %69
  store i32 -1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %81

81:                                               ; preds = %80, %74
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %82 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %82
}

; 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 = { mustprogress 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++ 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z15majorityElementPii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %3, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %2
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  %4 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %xtraiter = and i64 %4, 1
  %5 = icmp eq i32 %1, 2
  br i1 %5, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %4, -2
  br label %.lr.ph

.preheader.loopexit.unr-lcssa:                    ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %.128.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %.128.1, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %.02532.unr = phi i32 [ 1, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %.lr.ph ]
  %.02731.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.128.1, %.lr.ph ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader.loopexit, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.preheader.loopexit.unr-lcssa
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = sext i32 %.02731.unr to i64
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp eq i32 %7, %10
  %.126.v.epil = select i1 %11, i32 1, i32 -1
  %.126.epil = sub i32 0, %.02532.unr
  %12 = icmp eq i32 %.126.v.epil, %.126.epil
  %13 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.unr to i32
  %.128.epil = select i1 %12, i32 %13, i32 %.02731.unr
  br label %.preheader.loopexit

.preheader.loopexit:                              ; preds = %.preheader.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.epil
  %.128.lcssa = phi i32 [ %.128.lcssa.ph, %.preheader.loopexit.unr-lcssa ], [ %.128.epil, %.lr.ph.epil ]
  %14 = sext i32 %.128.lcssa to i64
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit, %2
  %.027.lcssa = phi i64 [ 0, %2 ], [ %14, %.preheader.loopexit ]
  %15 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %15, label %.lr.ph36, label %._crit_edge

.lr.ph36:                                         ; preds = %.preheader
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.027.lcssa
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %wide.trip.count42 = zext nneg i32 %1 to i64
  %min.iters.check = icmp ult i32 %1, 8
  br i1 %min.iters.check, label %scalar.ph.preheader, label %vector.ph

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %.lr.ph36
  %indvars.iv39.ph = phi i64 [ 0, %.lr.ph36 ], [ %n.vec, %middle.block ]
  %.02334.ph = phi i32 [ 0, %.lr.ph36 ], [ %27, %middle.block ]
  br label %scalar.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph36
  %n.vec = and i64 %wide.trip.count42, 2147483640
  %broadcast.splatinsert = insertelement <4 x i32> poison, i32 %17, i64 0
  %broadcast.splat = shufflevector <4 x i32> %broadcast.splatinsert, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.phi = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %24, %vector.body ]
  %vec.phi44 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %25, %vector.body ]
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %index
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %18, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %wide.load45 = load <4 x i32>, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp eq <4 x i32> %wide.load, %broadcast.splat
  %21 = icmp eq <4 x i32> %wide.load45, %broadcast.splat
  %22 = zext <4 x i1> %20 to <4 x i32>
  %23 = zext <4 x i1> %21 to <4 x i32>
  %24 = add <4 x i32> %vec.phi, %22
  %25 = add <4 x i32> %vec.phi44, %23
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %26 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %26, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <4 x i32> %25, %24
  %27 = tail call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %bin.rdx)
  %cmp.n = icmp eq i64 %n.vec, %wide.trip.count42
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %scalar.ph.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %.02532 = phi i32 [ 1, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.2.1, %.lr.ph ]
  %.02731 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.128.1, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %.lr.ph ]
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %.02731 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp eq i32 %29, %32
  %.126.v = select i1 %33, i32 1, i32 -1
  %.126 = add nsw i32 %.126.v, %.02532
  %34 = icmp eq i32 %.126, 0
  %35 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %.128 = select i1 %34, i32 %35, i32 %.02731
  %.2 = tail call i32 @llvm.umax.i32(i32 %.126, i32 1)
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %.128 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %41 = icmp eq i32 %37, %40
  %.126.v.1 = select i1 %41, i32 1, i32 -1
  %.126.1 = add nsw i32 %.126.v.1, %.2
  %42 = icmp eq i32 %.126.1, 0
  %43 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %.128.1 = select i1 %42, i32 %43, i32 %.128
  %.2.1 = tail call i32 @llvm.umax.i32(i32 %.126.1, i32 1)
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

._crit_edge:                                      ; preds = %scalar.ph, %middle.block, %.preheader
  %.023.lcssa = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ %27, %middle.block ], [ %spec.select, %scalar.ph ]
  %44 = sdiv i32 %1, 2
  %45 = icmp sgt i32 %.023.lcssa, %44
  br i1 %45, label %50, label %53

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.preheader, %scalar.ph
  %indvars.iv39 = phi i64 [ %indvars.iv.next40, %scalar.ph ], [ %indvars.iv39.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %.02334 = phi i32 [ %spec.select, %scalar.ph ], [ %.02334.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv39
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !5
  %48 = icmp eq i32 %47, %17
  %49 = zext i1 %48 to i32
  %spec.select = add nuw nsw i32 %.02334, %49
  %indvars.iv.next40 = add nuw nsw i64 %indvars.iv39, 1
  %exitcond43.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next40, %wide.trip.count42
  br i1 %exitcond43.not, label %._crit_edge, label %scalar.ph, !llvm.loop !14

50:                                               ; preds = %._crit_edge
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.027.lcssa
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  br label %53

53:                                               ; preds = %._crit_edge, %50
  %.029 = phi i32 [ %52, %50 ], [ -1, %._crit_edge ]
  ret i32 %.029
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.umax.i32(i32, i32) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32>) #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 = { 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"}
!9 = distinct !{!9, !10, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10, !12, !11}


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