; LLVM IR from bartobri/data-structures-c :: arrays/heapsort-ternary (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: 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
define dso_local void @fixDown(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
  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
  br label %9

9:                                                ; preds = %93, %3
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %11 = mul nsw i32 3, %10
  %12 = sub nsw i32 %11, 1
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp sle i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %114

15:                                               ; preds = %9
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %17 = mul nsw i32 3, %16
  %18 = sub nsw i32 %17, 1
  store i32 %18, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %21 = icmp slt i32 %19, %20
  br i1 %21, label %22, label %58

22:                                               ; preds = %15
  %23 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %30 = add nsw i32 %29, 1
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = icmp slt i32 %27, %33
  br i1 %34, label %35, label %58

35:                                               ; preds = %22
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %40 = icmp slt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %57

41:                                               ; preds = %35
  %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 i32, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %49 = add nsw i32 %48, 1
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp slt i32 %46, %52
  br i1 %53, label %54, label %57

54:                                               ; preds = %41
  %55 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, 1
  store i32 %56, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %57

57:                                               ; preds = %54, %41, %35
  br label %80

58:                                               ; preds = %22, %15
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  %61 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %62 = icmp slt i32 %60, %61
  br i1 %62, label %63, label %79

63:                                               ; preds = %58
  %64 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 2
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %69, i64 %72
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !9
  %75 = icmp slt i32 %68, %74
  br i1 %75, label %76, label %79

76:                                               ; preds = %63
  %77 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %78 = add nsw i32 %77, 2
  store i32 %78, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %79

79:                                               ; preds = %76, %63, %58
  br label %80

80:                                               ; preds = %79, %57
  %81 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %5, 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 %7, 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 %93, label %92

92:                                               ; preds = %80
  br label %114

93:                                               ; preds = %80
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %94 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %5, 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
  store i32 %98, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %99 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds i32, ptr %99, i64 %101
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !9
  %104 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds i32, ptr %104, i64 %106
  store i32 %103, ptr %107, align 4, !tbaa !9
  %108 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %109 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %110 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds i32, ptr %109, i64 %111
  store i32 %108, ptr %112, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %113 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %113, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %9, !llvm.loop !11

114:                                              ; preds = %92, %9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  ret void
}

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}
!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"

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @fixDown(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = mul nsw i32 %1, 3
  %5 = add nsw i32 %4, -1
  %.not46 = icmp sgt i32 %5, %2
  br i1 %.not46, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %37
  %6 = phi i32 [ %39, %37 ], [ %5, %3 ]
  %7 = phi i32 [ %38, %37 ], [ %4, %3 ]
  %.047 = phi i32 [ %.037, %37 ], [ %1, %3 ]
  %.not44 = icmp sgt i32 %7, %2
  br i1 %.not44, label %18, label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph
  %9 = sext i32 %6 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = sext i32 %7 to i64
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp slt i32 %11, %14
  br i1 %15, label %16, label %18

16:                                               ; preds = %8
  %17 = icmp slt i32 %7, %2
  br i1 %17, label %.sink.split, label %29

18:                                               ; preds = %8, %.lr.ph
  %19 = icmp slt i32 %7, %2
  br i1 %19, label %20, label %29

20:                                               ; preds = %18
  %21 = sext i32 %6 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  br label %.sink.split

.sink.split:                                      ; preds = %16, %20
  %.sink51 = phi i32 [ %23, %20 ], [ %14, %16 ]
  %.sink50 = phi i32 [ %6, %20 ], [ %7, %16 ]
  %24 = add nsw i32 %7, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp slt i32 %.sink51, %27
  %spec.select45 = select i1 %28, i32 %24, i32 %.sink50
  br label %29

29:                                               ; preds = %.sink.split, %18, %16
  %.037 = phi i32 [ %7, %16 ], [ %6, %18 ], [ %spec.select45, %.sink.split ]
  %30 = sext i32 %.047 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = sext i32 %.037 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp slt i32 %32, %35
  br i1 %36, label %37, label %._crit_edge

37:                                               ; preds = %29
  store i32 %35, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  store i32 %32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  %38 = mul nsw i32 %.037, 3
  %39 = add nsw i32 %38, -1
  %.not = icmp sgt i32 %39, %2
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %37, %29, %3
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse 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"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass