; LLVM IR from bartobri/data-structures-c :: arrays/insertion-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 @insertion(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
  %10 = 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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  %11 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %11, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %51, %3
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sgt i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %54

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %17, i64 %19
  %21 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %20, i32 0, i32 0
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !11
  %23 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = sub nsw i32 %24, 1
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %23, i64 %26
  %28 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %27, i32 0, i32 0
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !11
  %30 = icmp slt i32 %22, %29
  br i1 %30, label %31, label %50

31:                                               ; preds = %16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  %32 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %34 = sub nsw i32 %33, 1
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %32, i64 %35
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %10, ptr align 4 %36, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  %37 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %7, 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
  %42 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %42, i64 %44
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %41, ptr align 4 %45, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  %46 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %46, i64 %48
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %49, ptr align 4 %10, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  br label %50

50:                                               ; preds = %31, %16
  br label %51

51:                                               ; preds = %50
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %53 = add nsw i32 %52, -1
  store i32 %53, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %12, !llvm.loop !14

54:                                               ; preds = %12
  %55 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, 2
  store i32 %56, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %57

57:                                               ; preds = %95, %54
  %58 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %60 = icmp sle i32 %58, %59
  br i1 %60, label %61, label %98

61:                                               ; preds = %57
  %62 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %62, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %63 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %63, i64 %65
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %9, ptr align 4 %66, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  br label %67

67:                                               ; preds = %78, %61
  %68 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %9, i32 0, i32 0
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !11
  %70 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %72 = sub nsw i32 %71, 1
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %70, i64 %73
  %75 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %74, i32 0, i32 0
  %76 = load i32, ptr %75, align 4, !tbaa !11
  %77 = icmp slt i32 %69, %76
  br i1 %77, label %78, label %90

78:                                               ; preds = %67
  %79 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %79, i64 %81
  %83 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %85 = sub nsw i32 %84, 1
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %83, i64 %86
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %82, ptr align 4 %87, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  %88 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %89 = add nsw i32 %88, -1
  store i32 %89, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %67, !llvm.loop !16

90:                                               ; preds = %67
  %91 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %91, i64 %93
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %94, ptr align 4 %9, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  br label %95

95:                                               ; preds = %90
  %96 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %97 = add nsw i32 %96, 1
  store i32 %97, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %57, !llvm.loop !17

98:                                               ; preds = %57
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  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}
!17 = distinct !{!17, !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(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @insertion(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp sgt i32 %2, %1
  br i1 %4, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.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 %.lr.ph.prol.loopexit, label %.lr.ph.prol

.lr.ph.prol:                                      ; preds = %.lr.ph.preheader
  %8 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %0, i64 %5
  %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 %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa

13:                                               ; preds = %.lr.ph.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 %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa

.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %13, %.lr.ph.prol
  %indvars.iv.next.prol = add nsw i64 %5, -1
  br label %.lr.ph.prol.loopexit

.lr.ph.prol.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %5, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.prol, %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %16 = add nsw i64 %5, -1
  %17 = icmp eq i64 %16, %6
  br i1 %17, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit, %35
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %35 ], [ %indvars.iv.unr, %.lr.ph.prol.loopexit ]
  %18 = getelementptr inbounds %struct.Item, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = getelementptr i8, ptr %18, i64 -8
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp slt i32 %19, %21
  br i1 %22, label %23, label %.lr.ph.1

23:                                               ; preds = %.lr.ph
  %24 = load <2 x i64>, ptr %20, align 4
  %25 = shufflevector <2 x i64> %24, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  store <2 x i64> %25, ptr %20, align 4
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %23
  %26 = getelementptr %struct.Item, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %27 = getelementptr i8, ptr %26, i64 -8
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = getelementptr i8, ptr %26, i64 -16
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp slt i32 %28, %30
  br i1 %31, label %32, label %35

32:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  %33 = load <2 x i64>, ptr %29, align 4
  %34 = shufflevector <2 x i64> %33, <2 x i64> poison, <2 x i32> <i32 1, i32 0>
  store <2 x i64> %34, ptr %29, align 4
  br label %35

35:                                               ; preds = %32, %.lr.ph.1
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv, -2
  %36 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next.1, %6
  br i1 %36, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !10

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit, %35, %3
  %37 = add nsw i32 %1, 2
  %.not41 = icmp sgt i32 %37, %2
  br i1 %.not41, label %._crit_edge45, label %.lr.ph44.preheader

.lr.ph44.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = add i32 %2, 1
  br label %.lr.ph44

.lr.ph44:                                         ; preds = %.lr.ph44.preheader, %._crit_edge40
  %indvars.iv48 = phi i64 [ %38, %.lr.ph44.preheader ], [ %indvars.iv.next49, %._crit_edge40 ]
  %40 = getelementptr %struct.Item, ptr %0, i64 %indvars.iv48
  %41 = load <2 x i32>, ptr %40, align 4, !tbaa !12
  %42 = getelementptr i8, ptr %40, i64 -8
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %44 = extractelement <2 x i32> %41, i64 0
  %45 = icmp slt i32 %44, %43
  br i1 %45, label %.lr.ph39, label %._crit_edge40

.lr.ph39:                                         ; preds = %.lr.ph44, %.lr.ph39
  %indvars.iv50 = phi i64 [ %indvars.iv.next51, %.lr.ph39 ], [ %indvars.iv48, %.lr.ph44 ]
  %46 = phi ptr [ %50, %.lr.ph39 ], [ %42, %.lr.ph44 ]
  %47 = phi ptr [ %49, %.lr.ph39 ], [ %40, %.lr.ph44 ]
  %48 = load i64, ptr %46, align 4
  store i64 %48, ptr %47, align 4
  %indvars.iv.next51 = add nsw i64 %indvars.iv50, -1
  %49 = getelementptr %struct.Item, ptr %0, i64 %indvars.iv.next51
  %50 = getelementptr i8, ptr %49, i64 -8
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = icmp slt i32 %44, %51
  br i1 %52, label %.lr.ph39, label %._crit_edge40, !llvm.loop !13

._crit_edge40:                                    ; preds = %.lr.ph39, %.lr.ph44
  %.lcssa = phi ptr [ %40, %.lr.ph44 ], [ %49, %.lr.ph39 ]
  store <2 x i32> %41, ptr %.lcssa, align 4, !tbaa !12
  %indvars.iv.next49 = add nsw i64 %indvars.iv48, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next49 to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %39, %lftr.wideiv
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge45, label %.lr.ph44, !llvm.loop !14

._crit_edge45:                                    ; preds = %._crit_edge40, %._crit_edge
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) 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 = !{!7, !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !11}
!14 = distinct !{!14, !11}


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