; LLVM IR from bartobri/data-structures-c :: arrays (quicksort)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @partition(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @quicksort(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #1 {
  %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 i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, 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) #2
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %15 = sub nsw i32 %13, %14
  %16 = icmp sle i32 %15, 25
  br i1 %16, label %17, label %18

17:                                               ; preds = %3
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %162

18:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %22 = add nsw i32 %20, %21
  %23 = sdiv i32 %22, 2
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  store i32 %26, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %27 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %29 = sub nsw i32 %28, 1
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !9
  %33 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %35 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %36 = add nsw i32 %34, %35
  %37 = sdiv i32 %36, 2
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %38
  store i32 %32, ptr %39, align 4, !tbaa !9
  %40 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %41 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %43 = sub nsw i32 %42, 1
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %41, i64 %44
  store i32 %40, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %46 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %48 = sub nsw i32 %47, 1
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %52 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %5, 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 = icmp slt i32 %51, %56
  br i1 %57, label %58, label %80

58:                                               ; preds = %18
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %59 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !9
  store i32 %63, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %64 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %66 = sub nsw i32 %65, 1
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  %70 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %72
  store i32 %69, ptr %73, align 4, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %75 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %77 = sub nsw i32 %76, 1
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %78
  store i32 %74, ptr %79, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %80

80:                                               ; preds = %58, %18
  %81 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds i32, ptr %81, i64 %83
  %85 = load i32, ptr %84, align 4, !tbaa !9
  %86 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds i32, ptr %86, i64 %88
  %90 = load i32, ptr %89, align 4, !tbaa !9
  %91 = icmp slt i32 %85, %90
  br i1 %91, label %92, label %112

92:                                               ; preds = %80
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %93 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds i32, ptr %93, i64 %95
  %97 = load i32, ptr %96, align 4, !tbaa !9
  store i32 %97, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %98 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds i32, ptr %98, i64 %100
  %102 = load i32, ptr %101, align 4, !tbaa !9
  %103 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %104 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = getelementptr inbounds i32, ptr %103, i64 %105
  store i32 %102, ptr %106, align 4, !tbaa !9
  %107 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %108 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %109 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %110 = sext i32 %109 to i64
  %111 = getelementptr inbounds i32, ptr %108, i64 %110
  store i32 %107, ptr %111, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %112

112:                                              ; preds = %92, %80
  %113 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %114 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %115 = sext i32 %114 to i64
  %116 = getelementptr inbounds i32, ptr %113, i64 %115
  %117 = load i32, ptr %116, align 4, !tbaa !9
  %118 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %119 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %120 = sub nsw i32 %119, 1
  %121 = sext i32 %120 to i64
  %122 = getelementptr inbounds i32, ptr %118, i64 %121
  %123 = load i32, ptr %122, align 4, !tbaa !9
  %124 = icmp slt i32 %117, %123
  br i1 %124, label %125, label %147

125:                                              ; preds = %112
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %126 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %127 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %128 = sub nsw i32 %127, 1
  %129 = sext i32 %128 to i64
  %130 = getelementptr inbounds i32, ptr %126, i64 %129
  %131 = load i32, ptr %130, align 4, !tbaa !9
  store i32 %131, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %132 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %133 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %134 = sext i32 %133 to i64
  %135 = getelementptr inbounds i32, ptr %132, i64 %134
  %136 = load i32, ptr %135, align 4, !tbaa !9
  %137 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %138 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %139 = sub nsw i32 %138, 1
  %140 = sext i32 %139 to i64
  %141 = getelementptr inbounds i32, ptr %137, i64 %140
  store i32 %136, ptr %141, align 4, !tbaa !9
  %142 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %143 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %144 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %145 = sext i32 %144 to i64
  %146 = getelementptr inbounds i32, ptr %143, i64 %145
  store i32 %142, ptr %146, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %147

147:                                              ; preds = %125, %112
  %148 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %149 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %150 = add nsw i32 %149, 1
  %151 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %152 = sub nsw i32 %151, 1
  %153 = call i32 @partition(ptr noundef %148, i32 noundef %150, i32 noundef %152)
  store i32 %153, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %154 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %155 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %156 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %157 = sub nsw i32 %156, 1
  call void @quicksort(ptr noundef %154, i32 noundef %155, i32 noundef %157)
  %158 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %159 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %160 = add nsw i32 %159, 1
  %161 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @quicksort(ptr noundef %158, i32 noundef %160, i32 noundef %161)
  store i32 0, ptr %8, align 4
  br label %162

162:                                              ; preds = %147, %17
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %163 = load i32, ptr %8, align 4
  switch i32 %163, label %165 [
    i32 0, label %164
    i32 1, label %164
  ]

164:                                              ; preds = %162, %162
  ret void

165:                                              ; preds = %162
  unreachable
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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}


; 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 @partition(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @quicksort(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sub nsw i32 %2, %1
  %5 = icmp slt i32 %4, 26
  br i1 %5, label %tailrecurse._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3
  %6 = add nsw i32 %2, -1
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %7
  %9 = sext i32 %2 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  br label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr6567 = phi i32 [ %1, %.lr.ph ], [ %37, %tailrecurse ]
  %12 = add nsw i32 %.tr6567, %2
  %13 = sdiv i32 %12, 2
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %17, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %18 = sext i32 %.tr6567 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp slt i32 %16, %20
  br i1 %21, label %22, label %23

22:                                               ; preds = %11
  store i32 %16, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  store i32 %20, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %.pre = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  br label %23

23:                                               ; preds = %22, %11
  %24 = phi i32 [ %20, %22 ], [ %16, %11 ]
  %25 = phi i32 [ %.pre, %22 ], [ %20, %11 ]
  %26 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %27 = icmp slt i32 %26, %25
  br i1 %27, label %28, label %29

28:                                               ; preds = %23
  store i32 %26, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  store i32 %25, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %.pre68 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %29

29:                                               ; preds = %28, %23
  %30 = phi i32 [ %.pre68, %28 ], [ %24, %23 ]
  %31 = phi i32 [ %25, %28 ], [ %26, %23 ]
  %32 = icmp slt i32 %31, %30
  br i1 %32, label %33, label %tailrecurse

33:                                               ; preds = %29
  store i32 %31, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  store i32 %30, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %33, %29
  %34 = add nsw i32 %.tr6567, 1
  %35 = tail call i32 @partition(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef %34, i32 noundef %6)
  %36 = add nsw i32 %35, -1
  tail call void @quicksort(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef %.tr6567, i32 noundef %36)
  %37 = add nsw i32 %35, 1
  %38 = sub nsw i32 %2, %37
  %39 = icmp slt i32 %38, 26
  br i1 %39, label %tailrecurse._crit_edge, label %11

tailrecurse._crit_edge:                           ; preds = %tailrecurse, %3
  ret void
}

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" }

!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"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass