; LLVM IR from bartobri/data-structures-c :: priority-queue/array-unordered (pq)

; 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"

@pq = external hidden global ptr, align 8
@N = external hidden global i32, align 4

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @PQdelmax() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %2 = alloca i32, align 4
  %3 = alloca i32, align 4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %1) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %2) #2
  store i32 0, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  store i32 1, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %4

4:                                                ; preds = %23, %0
  %5 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp slt i32 %5, %6
  br i1 %7, label %8, label %26

8:                                                ; preds = %4
  %9 = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  %10 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %9, i64 %11
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp slt i32 %13, %18
  br i1 %19, label %20, label %22

20:                                               ; preds = %8
  %21 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  store i32 %21, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  br label %22

22:                                               ; preds = %20, %8
  br label %23

23:                                               ; preds = %22
  %24 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %24, 1
  store i32 %25, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %4, !llvm.loop !11

26:                                               ; preds = %4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %3) #2
  %27 = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  store i32 %31, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %32 = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  %33 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %34 = sub nsw i32 %33, 1
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  store i32 %37, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %43 = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %45 = sub nsw i32 %44, 1
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %46
  store i32 %42, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %3) #2
  %48 = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %49, -1
  store i32 %50, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %2) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %1) #2
  ret i32 %53
}

; 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 = !{!"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"}


; 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"

@pq = external hidden local_unnamed_addr global ptr, align 8
@N = external hidden local_unnamed_addr global i32, align 4

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local i32 @PQdelmax() local_unnamed_addr #0 {
  %1 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %2 = icmp sgt i32 %1, 1
  %.pre = load ptr, ptr @pq, align 8, !tbaa !9
  br i1 %2, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %0
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  %3 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %4 = add nsw i64 %wide.trip.count, -2
  %xtraiter = and i64 %3, 3
  %5 = icmp ult i64 %4, 3
  br i1 %5, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.new

.lr.ph.new:                                       ; preds = %.lr.ph
  %unroll_iter = and i64 %3, -4
  br label %6

6:                                                ; preds = %6, %.lr.ph.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph.new ], [ %indvars.iv.next.3, %6 ]
  %.0810 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %spec.select.3, %6 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.new ], [ %niter.next.3, %6 ]
  %7 = sext i32 %.0810 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %7
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %indvars.iv
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %9, %11
  %13 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  %spec.select = select i1 %12, i32 %13, i32 %.0810
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %14 = sext i32 %spec.select to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %indvars.iv.next
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp slt i32 %16, %18
  %20 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %spec.select.1 = select i1 %19, i32 %20, i32 %spec.select
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %21 = sext i32 %spec.select.1 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %indvars.iv.next.1
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp slt i32 %23, %25
  %27 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next.1 to i32
  %spec.select.2 = select i1 %26, i32 %27, i32 %spec.select.1
  %indvars.iv.next.2 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 3
  %28 = sext i32 %spec.select.2 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %indvars.iv.next.2
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp slt i32 %30, %32
  %34 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next.2 to i32
  %spec.select.3 = select i1 %33, i32 %34, i32 %spec.select.2
  %indvars.iv.next.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 4
  %niter.next.3 = add nuw i64 %niter, 4
  %niter.ncmp.3 = icmp eq i64 %niter.next.3, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.3, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %6, !llvm.loop !11

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %6, %.lr.ph
  %spec.select.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph ], [ %spec.select.3, %6 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next.3, %6 ]
  %.0810.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph ], [ %spec.select.3, %6 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge.loopexit, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %.epil.preheader
  %indvars.iv.epil = phi i64 [ %indvars.iv.next.epil, %.epil.preheader ], [ %indvars.iv.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %.0810.epil = phi i32 [ %spec.select.epil, %.epil.preheader ], [ %.0810.unr, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %epil.iter = phi i64 [ %epil.iter.next, %.epil.preheader ], [ 0, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ]
  %35 = sext i32 %.0810.epil to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %indvars.iv.epil
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %40 = icmp slt i32 %37, %39
  %41 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.epil to i32
  %spec.select.epil = select i1 %40, i32 %41, i32 %.0810.epil
  %indvars.iv.next.epil = add nuw nsw i64 %indvars.iv.epil, 1
  %epil.iter.next = add i64 %epil.iter, 1
  %epil.iter.cmp.not = icmp eq i64 %epil.iter.next, %xtraiter
  br i1 %epil.iter.cmp.not, label %._crit_edge.loopexit, label %.epil.preheader, !llvm.loop !13

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.epil.preheader, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %spec.select.lcssa = phi i32 [ %spec.select.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %spec.select.epil, %.epil.preheader ]
  %42 = sext i32 %spec.select.lcssa to i64
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %0
  %.08.lcssa = phi i64 [ 0, %0 ], [ %42, %._crit_edge.loopexit ]
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %.08.lcssa
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = sext i32 %1 to i64
  %46 = getelementptr i32, ptr %.pre, i64 %45
  %47 = getelementptr i8, ptr %46, i64 -4
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  store i32 %48, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr i32, ptr %.pre, i64 %50
  %52 = getelementptr i8, ptr %51, i64 -4
  store i32 %44, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %54 = add nsw i32 %53, -1
  store i32 %54, ptr @N, align 4, !tbaa !5
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %.pre, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %57
}

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, !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, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}


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