; LLVM IR from bartobri/data-structures-c :: arrays/binary-quicksort (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: nounwind uwtable
define dso_local void @binary_quicksort(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %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
  %12 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %14, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp sle i32 %15, %16
  br i1 %17, label %21, label %18

18:                                               ; preds = %4
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp sgt i32 %19, 32
  br i1 %20, label %21, label %22

21:                                               ; preds = %18, %4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %121

22:                                               ; preds = %18
  br label %23

23:                                               ; preds = %73, %22
  %24 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp ne i32 %24, %25
  br i1 %26, label %27, label %93

27:                                               ; preds = %23
  br label %28

28:                                               ; preds = %47, %27
  %29 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %9, 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 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %35 = add nsw i32 %34, 1
  %36 = mul nsw i32 %35, 1
  %37 = sub nsw i32 32, %36
  %38 = ashr i32 %33, %37
  %39 = and i32 %38, 1
  %40 = icmp eq i32 %39, 0
  br i1 %40, label %41, label %45

41:                                               ; preds = %28
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %44 = icmp slt i32 %42, %43
  br label %45

45:                                               ; preds = %41, %28
  %46 = phi i1 [ false, %28 ], [ %44, %41 ]
  br i1 %46, label %47, label %50

47:                                               ; preds = %45
  %48 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %49 = add nsw i32 %48, 1
  store i32 %49, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !11

50:                                               ; preds = %45
  br label %51

51:                                               ; preds = %70, %50
  %52 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %10, 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 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  %59 = mul nsw i32 %58, 1
  %60 = sub nsw i32 32, %59
  %61 = ashr i32 %56, %60
  %62 = and i32 %61, 1
  %63 = icmp eq i32 %62, 1
  br i1 %63, label %64, label %68

64:                                               ; preds = %51
  %65 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %67 = icmp sgt i32 %65, %66
  br label %68

68:                                               ; preds = %64, %51
  %69 = phi i1 [ false, %51 ], [ %67, %64 ]
  br i1 %69, label %70, label %73

70:                                               ; preds = %68
  %71 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %72 = add nsw i32 %71, -1
  store i32 %72, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %51, !llvm.loop !13

73:                                               ; preds = %68
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %74 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %74, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  store i32 %78, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %79 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %79, i64 %81
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  %84 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %84, i64 %86
  store i32 %83, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %88 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %89 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds i32, ptr %89, i64 %91
  store i32 %88, ptr %92, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %23, !llvm.loop !14

93:                                               ; preds = %23
  %94 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !9
  %99 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %100 = add nsw i32 %99, 1
  %101 = mul nsw i32 %100, 1
  %102 = sub nsw i32 32, %101
  %103 = ashr i32 %98, %102
  %104 = and i32 %103, 1
  %105 = icmp eq i32 %104, 0
  br i1 %105, label %106, label %109

106:                                              ; preds = %93
  %107 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  store i32 %108, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %109

109:                                              ; preds = %106, %93
  %110 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %111 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %113 = sub nsw i32 %112, 1
  %114 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  call void @binary_quicksort(ptr noundef %110, i32 noundef %111, i32 noundef %113, i32 noundef %115)
  %116 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %117 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %118 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %119 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %120 = add nsw i32 %119, 1
  call void @binary_quicksort(ptr noundef %116, i32 noundef %117, i32 noundef %118, i32 noundef %120)
  store i32 0, ptr %11, align 4
  br label %121

121:                                              ; preds = %109, %21
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %122 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %122, label %124 [
    i32 0, label %123
    i32 1, label %123
  ]

123:                                              ; preds = %121, %121
  ret void

124:                                              ; preds = %121
  unreachable
}

; 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 = { 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/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: nofree nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @binary_quicksort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp sle i32 %2, %1
  %6 = icmp sgt i32 %3, 32
  %or.cond57 = or i1 %5, %6
  br i1 %or.cond57, label %tailrecurse._crit_edge, label %.preheader48.lr.ph

.preheader48.lr.ph:                               ; preds = %4
  %7 = sext i32 %2 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %7
  br label %.preheader48

.preheader48:                                     ; preds = %.preheader48.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr4659 = phi i32 [ %3, %.preheader48.lr.ph ], [ %33, %tailrecurse ]
  %.tr4458 = phi i32 [ %1, %.preheader48.lr.ph ], [ %spec.select, %tailrecurse ]
  %9 = lshr exact i32 -2147483648, %.tr4659
  br label %.preheader47

.preheader47:                                     ; preds = %.preheader48, %29
  %.056 = phi i32 [ %.tr4458, %.preheader48 ], [ %20, %29 ]
  %.04055 = phi i32 [ %2, %.preheader48 ], [ %31, %29 ]
  %10 = sext i32 %.056 to i64
  %11 = sext i32 %.04055 to i64
  br label %12

12:                                               ; preds = %12, %.preheader47
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %12 ], [ %10, %.preheader47 ]
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = and i32 %14, %9
  %16 = icmp eq i32 %15, 0
  %17 = icmp slt i64 %indvars.iv, %11
  %18 = and i1 %17, %16
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  br i1 %18, label %12, label %.preheader, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %12
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %20 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %sext = shl i64 %indvars.iv, 32
  %21 = ashr exact i64 %sext, 32
  br label %22

22:                                               ; preds = %22, %.preheader
  %indvars.iv64 = phi i64 [ %indvars.iv.next65, %22 ], [ %11, %.preheader ]
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv64
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = and i32 %24, %9
  %26 = icmp ne i32 %25, 0
  %27 = icmp sgt i64 %indvars.iv64, %21
  %28 = and i1 %27, %26
  %indvars.iv.next65 = add nsw i64 %indvars.iv64, -1
  br i1 %28, label %22, label %29, !llvm.loop !11

29:                                               ; preds = %22
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv64
  %31 = trunc nsw i64 %indvars.iv64 to i32
  store i32 %24, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  store i32 %14, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp eq i64 %indvars.iv64, %indvars.iv
  br i1 %.not, label %tailrecurse, label %.preheader47, !llvm.loop !12

tailrecurse:                                      ; preds = %29
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %33 = add nsw i32 %.tr4659, 1
  %34 = and i32 %32, %9
  %35 = icmp eq i32 %34, 0
  %36 = zext i1 %35 to i32
  %spec.select = add nsw i32 %20, %36
  %37 = add nsw i32 %spec.select, -1
  tail call void @binary_quicksort(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef %.tr4458, i32 noundef %37, i32 noundef %33)
  %38 = icmp sge i32 %spec.select, %2
  %39 = icmp sgt i32 %.tr4659, 31
  %or.cond = or i1 %38, %39
  br i1 %or.cond, label %tailrecurse._crit_edge, label %.preheader48

tailrecurse._crit_edge:                           ; preds = %tailrecurse, %4
  ret void
}

attributes #0 = { nofree 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"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


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