; LLVM IR from bartobri/data-structures-c :: arrays/bubble-sort (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"

%struct.Item = type { i32, i32 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @bubble(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %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 %struct.Item, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %10, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %11

11:                                               ; preds = %60, %3
  %12 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %63

15:                                               ; preds = %11
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %16, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %17

17:                                               ; preds = %56, %15
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp sgt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %21, label %59

21:                                               ; preds = %17
  %22 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %22, i64 %24
  %26 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %25, i32 0, i32 0
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !11
  %28 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = sub nsw i32 %29, 1
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %28, i64 %31
  %33 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %32, i32 0, i32 0
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !11
  %35 = icmp slt i32 %27, %34
  br i1 %35, label %36, label %55

36:                                               ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  %37 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = sub nsw i32 %38, 1
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %37, i64 %40
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %9, ptr align 4 %41, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  %42 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = sub nsw i32 %43, 1
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %42, i64 %45
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %47, i64 %49
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %46, ptr align 4 %50, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  %51 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %51, i64 %53
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %54, ptr align 4 %9, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  br label %55

55:                                               ; preds = %36, %21
  br label %56

56:                                               ; preds = %55
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %57, -1
  store i32 %58, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %17, !llvm.loop !14

59:                                               ; preds = %17
  br label %60

60:                                               ; preds = %59
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !16

63:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  ret void
}

; 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 nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #2

; 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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !10, i64 0}
!12 = !{!"", !10, i64 0, !10, i64 4}
!13 = !{i64 0, i64 4, !9, i64 4, i64 4, !9}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = distinct !{!16, !15}


; 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"

%struct.Item = type { i32, i32 }

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @bubble(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp slt i32 %1, %2
  br i1 %4, label %.preheader.preheader, label %._crit_edge

.preheader.preheader:                             ; preds = %3
  %5 = sext i32 %2 to i64
  %6 = sext i32 %1 to i64
  %7 = sub nsw i64 %5, %6
  %xtraiter = and i64 %7, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader.prol.loopexit, label %.preheader.prol

.preheader.prol:                                  ; preds = %.preheader.preheader, %16
  %indvars.iv.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next.prol, %16 ], [ %5, %.preheader.preheader ]
  %8 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %0, i64 %indvars.iv.prol
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = getelementptr i8, ptr %8, i64 -8
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %9, %11
  br i1 %12, label %13, label %16

13:                                               ; preds = %.preheader.prol
  %14 = load <2 x i64>, ptr %10, align 4
  %15 = shufflevector <2 x i64> %14, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  store <2 x i64> %15, ptr %10, align 4
  br label %16

16:                                               ; preds = %13, %.preheader.prol
  %indvars.iv.next.prol = add nsw i64 %indvars.iv.prol, -1
  %17 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next.prol, %6
  br i1 %17, label %.preheader.prol, label %.preheader.prol.loopexit.unr-lcssa, !llvm.loop !10

.preheader.prol.loopexit.unr-lcssa:               ; preds = %16
  %indvars.iv.next25.prol = add nsw i64 %6, 1
  br label %.preheader.prol.loopexit

.preheader.prol.loopexit:                         ; preds = %.preheader.prol.loopexit.unr-lcssa, %.preheader.preheader
  %indvars.iv24.unr = phi i64 [ %6, %.preheader.preheader ], [ %indvars.iv.next25.prol, %.preheader.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %18 = add nsw i64 %5, -1
  %19 = icmp eq i64 %18, %6
  br i1 %19, label %._crit_edge, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.prol.loopexit, %42
  %indvars.iv24 = phi i64 [ %indvars.iv.next25.1, %42 ], [ %indvars.iv24.unr, %.preheader.prol.loopexit ]
  br label %20

20:                                               ; preds = %.preheader, %29
  %indvars.iv = phi i64 [ %5, %.preheader ], [ %indvars.iv.next, %29 ]
  %21 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = getelementptr i8, ptr %21, i64 -8
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp slt i32 %22, %24
  br i1 %25, label %26, label %29

26:                                               ; preds = %20
  %27 = load <2 x i64>, ptr %23, align 4
  %28 = shufflevector <2 x i64> %27, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  store <2 x i64> %28, ptr %23, align 4
  br label %29

29:                                               ; preds = %20, %26
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %30 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv24
  br i1 %30, label %20, label %.preheader.1, !llvm.loop !10

.preheader.1:                                     ; preds = %29
  %indvars.iv.next25 = add nsw i64 %indvars.iv24, 1
  br label %31

31:                                               ; preds = %40, %.preheader.1
  %indvars.iv.1 = phi i64 [ %5, %.preheader.1 ], [ %indvars.iv.next.1, %40 ]
  %32 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %0, i64 %indvars.iv.1
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = getelementptr i8, ptr %32, i64 -8
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp slt i32 %33, %35
  br i1 %36, label %37, label %40

37:                                               ; preds = %31
  %38 = load <2 x i64>, ptr %34, align 4
  %39 = shufflevector <2 x i64> %38, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  store <2 x i64> %39, ptr %34, align 4
  br label %40

40:                                               ; preds = %37, %31
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv.1, -1
  %41 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next.1, %indvars.iv.next25
  br i1 %41, label %31, label %42, !llvm.loop !10

42:                                               ; preds = %40
  %indvars.iv.next25.1 = add nsw i64 %indvars.iv24, 2
  %exitcond.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next25.1, %5
  br i1 %exitcond.not.1, label %._crit_edge, label %.preheader, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %.preheader.prol.loopexit, %42, %3
  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, !7, i64 0}
!6 = !{!"", !7, i64 0, !7, i64 4}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = distinct !{!10, !11}
!11 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!12 = distinct !{!12, !11}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SLPVectorizerPass,SROAPass,SimplifyCFGPass