; LLVM IR from DimitrisJim/leetcode_solutions :: C/Algorithms (1329)

; 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
declare dso_local i32 @cmpi(ptr noundef, ptr noundef) #0

; 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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @diagonalSort(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3, ptr noundef %4) #0 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca ptr, align 8
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = alloca i32, align 4
  %17 = alloca i32, align 4
  %18 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store ptr %4, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #5
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = sub nsw i32 %19, 1
  store i32 %20, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #5
  %21 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 0
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !9
  %24 = sub nsw i32 %23, 1
  store i32 %24, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %13) #5
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = mul i64 %26, 4
  %28 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef %27) #6
  store ptr %28, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #5
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #5
  %29 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %29, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %16) #5
  store i32 0, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %30

30:                                               ; preds = %118, %5
  %31 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp ne i32 %31, 0
  br i1 %32, label %37, label %33

33:                                               ; preds = %30
  %34 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %35 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp ne i32 %34, %35
  br label %37

37:                                               ; preds = %33, %30
  %38 = phi i1 [ true, %30 ], [ %36, %33 ]
  br i1 %38, label %39, label %119

39:                                               ; preds = %37
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %17) #5
  %40 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  store i32 %40, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %18) #5
  %41 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  store i32 %41, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  br label %42

42:                                               ; preds = %52, %39
  %43 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %45 = icmp sle i32 %43, %44
  br i1 %45, label %46, label %50

46:                                               ; preds = %42
  %47 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp sle i32 %47, %48
  br label %50

50:                                               ; preds = %46, %42
  %51 = phi i1 [ false, %42 ], [ %49, %46 ]
  br i1 %51, label %52, label %69

52:                                               ; preds = %50
  %53 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  store i32 %55, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %54 to i64
  %57 = getelementptr inbounds ptr, ptr %53, i64 %56
  %58 = load ptr, ptr %57, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %59 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !9
  %64 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %66 = add nsw i32 %65, 1
  store i32 %66, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %67 = sext i32 %65 to i64
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %67
  store i32 %63, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  br label %42, !llvm.loop !11

69:                                               ; preds = %50
  %70 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %71 = icmp sgt i32 %70, 1
  br i1 %71, label %72, label %76

72:                                               ; preds = %69
  %73 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %74 to i64
  call void @qsort(ptr noundef %73, i64 noundef %75, i64 noundef 4, ptr noundef @cmpi)
  br label %76

76:                                               ; preds = %72, %69
  %77 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  store i32 %77, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  store i32 %78, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  br label %79

79:                                               ; preds = %89, %76
  %80 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %82 = icmp sle i32 %80, %81
  br i1 %82, label %83, label %87

83:                                               ; preds = %79
  %84 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %85 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %86 = icmp sle i32 %84, %85
  br label %87

87:                                               ; preds = %83, %79
  %88 = phi i1 [ false, %79 ], [ %86, %83 ]
  br i1 %88, label %89, label %106

89:                                               ; preds = %87
  %90 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %91 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %92 = add nsw i32 %91, -1
  store i32 %92, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %90, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %94, align 4, !tbaa !9
  %96 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %98 = add nsw i32 %97, 1
  store i32 %98, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %99 = sext i32 %97 to i64
  %100 = getelementptr inbounds ptr, ptr %96, i64 %99
  %101 = load ptr, ptr %100, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %103 = add nsw i32 %102, 1
  store i32 %103, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  %104 = sext i32 %102 to i64
  %105 = getelementptr inbounds i32, ptr %101, i64 %104
  store i32 %95, ptr %105, align 4, !tbaa !9
  br label %79, !llvm.loop !13

106:                                              ; preds = %87
  %107 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %108 = icmp eq i32 %107, 0
  br i1 %108, label %109, label %112

109:                                              ; preds = %106
  %110 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %111 = add nsw i32 %110, 1
  store i32 %111, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %112

112:                                              ; preds = %109, %106
  %113 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %114 = icmp sgt i32 %113, 0
  br i1 %114, label %115, label %118

115:                                              ; preds = %112
  %116 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %117 = add nsw i32 %116, -1
  store i32 %117, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %118

118:                                              ; preds = %115, %112
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %18) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %17) #5
  br label %30, !llvm.loop !14

119:                                              ; preds = %37
  %120 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @free(ptr noundef %120) #5
  %121 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %122 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  store ptr %121, ptr %122, align 8, !tbaa !5
  %123 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %124 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 %123, ptr %124, align 4, !tbaa !9
  %125 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #5
  ret ptr %125
}

; Function Attrs: nounwind allocsize(0)
declare noalias ptr @malloc(i64 noundef) #2

declare void @qsort(ptr noundef, i64 noundef, i64 noundef, ptr noundef) #3

; Function Attrs: nounwind
declare void @free(ptr noundef) #4

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 allocsize(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 #3 = { "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 #4 = { nounwind "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 #5 = { nounwind }
attributes #6 = { nounwind allocsize(0) }

!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}
!14 = distinct !{!14, !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: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @cmpi(ptr noundef, ptr noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local noundef ptr @diagonalSort(ptr noundef readonly returned %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, ptr nocapture noundef writeonly %3, ptr nocapture noundef writeonly %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = add nsw i32 %1, -1
  %7 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %8 = add nsw i32 %7, -1
  %9 = sext i32 %1 to i64
  %10 = shl nsw i64 %9, 2
  %11 = tail call noalias ptr @malloc(i64 noundef %10) #4
  %12 = icmp ne i32 %6, 0
  %13 = icmp ne i32 %8, 0
  %14 = select i1 %12, i1 true, i1 %13
  br i1 %14, label %.preheader, label %._crit_edge62

.preheader:                                       ; preds = %5, %._crit_edge57
  %.04361 = phi i32 [ %spec.select, %._crit_edge57 ], [ 0, %5 ]
  %.04560 = phi i32 [ %.146, %._crit_edge57 ], [ %6, %5 ]
  %.04759 = phi i32 [ %.2.lcssa, %._crit_edge57 ], [ 0, %5 ]
  %15 = icmp slt i32 %.04560, %1
  %16 = icmp slt i32 %.04361, %7
  %17 = select i1 %15, i1 %16, i1 false
  br i1 %17, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %18 = zext nneg i32 %.04361 to i64
  %19 = sext i32 %.04560 to i64
  %20 = sext i32 %.04759 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv66 = phi i64 [ %20, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next67, %.lr.ph ]
  %indvars.iv64 = phi i64 [ %19, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next65, %.lr.ph ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %18, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next65 = add nsw i64 %indvars.iv64, 1
  %21 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv64
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !9
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %indvars.iv
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next67 = add nsw i64 %indvars.iv66, 1
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %indvars.iv66
  store i32 %24, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp slt i64 %indvars.iv.next65, %9
  %27 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next to i32
  %28 = icmp sgt i32 %7, %27
  %29 = select i1 %26, i1 %28, i1 false
  br i1 %29, label %.lr.ph, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !11

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph
  %30 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next67 to i32
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %.preheader
  %.148.lcssa = phi i32 [ %.04759, %.preheader ], [ %30, %._crit_edge.loopexit ]
  %31 = icmp sgt i32 %.148.lcssa, 1
  br i1 %31, label %32, label %34

32:                                               ; preds = %._crit_edge
  %33 = zext nneg i32 %.148.lcssa to i64
  tail call void @qsort(ptr noundef %11, i64 noundef %33, i64 noundef 4, ptr noundef nonnull @cmpi) #5
  br label %34

34:                                               ; preds = %32, %._crit_edge
  br i1 %17, label %.lr.ph56.preheader, label %._crit_edge57

.lr.ph56.preheader:                               ; preds = %34
  %35 = zext nneg i32 %.04361 to i64
  %36 = sext i32 %.04560 to i64
  %37 = sext i32 %.148.lcssa to i64
  br label %.lr.ph56

.lr.ph56:                                         ; preds = %.lr.ph56.preheader, %.lr.ph56
  %indvars.iv77 = phi i64 [ %37, %.lr.ph56.preheader ], [ %indvars.iv.next78, %.lr.ph56 ]
  %indvars.iv75 = phi i64 [ %36, %.lr.ph56.preheader ], [ %indvars.iv.next76, %.lr.ph56 ]
  %indvars.iv73 = phi i64 [ %35, %.lr.ph56.preheader ], [ %indvars.iv.next74, %.lr.ph56 ]
  %indvars.iv.next78 = add nsw i64 %indvars.iv77, -1
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %indvars.iv.next78
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next76 = add nsw i64 %indvars.iv75, 1
  %40 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv75
  %41 = load ptr, ptr %40, align 8, !tbaa !9
  %indvars.iv.next74 = add nuw nsw i64 %indvars.iv73, 1
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %41, i64 %indvars.iv73
  store i32 %39, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %43 = icmp slt i64 %indvars.iv.next76, %9
  %44 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next74 to i32
  %45 = icmp sgt i32 %7, %44
  %46 = select i1 %43, i1 %45, i1 false
  br i1 %46, label %.lr.ph56, label %._crit_edge57.loopexit, !llvm.loop !13

._crit_edge57.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph56
  %47 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next78 to i32
  br label %._crit_edge57

._crit_edge57:                                    ; preds = %._crit_edge57.loopexit, %34
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.148.lcssa, %34 ], [ %47, %._crit_edge57.loopexit ]
  %48 = icmp eq i32 %.04560, 0
  %49 = zext i1 %48 to i32
  %spec.select = add nuw nsw i32 %.04361, %49
  %50 = icmp sgt i32 %.04560, 0
  %51 = sext i1 %50 to i32
  %.146 = add nsw i32 %.04560, %51
  %52 = icmp ne i32 %.146, 0
  %53 = icmp ne i32 %spec.select, %8
  %54 = select i1 %52, i1 true, i1 %53
  br i1 %54, label %.preheader, label %._crit_edge62, !llvm.loop !14

._crit_edge62:                                    ; preds = %._crit_edge57, %5
  tail call void @free(ptr noundef %11) #5
  store ptr %2, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  store i32 %1, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  ret ptr %0
}

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @malloc(i64 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nofree
declare void @qsort(ptr noundef, i64 noundef, i64 noundef, ptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite)
declare void @free(ptr allocptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #3

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 = { mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { nofree "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 #3 = { mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 #4 = { nounwind allocsize(0) }
attributes #5 = { 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}


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