; LLVM IR from Dev-XYS/Algorithms :: Quick-Sort(Randomized).ll (Z5qsortii)

; 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"

@d = external dso_local global [1000000 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z5qsortii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca i32, align 4
  %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
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %10, %11
  br i1 %12, label %13, label %85

13:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #3
  %14 = call i32 @rand() #3
  %15 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %17 = sub nsw i32 %15, %16
  %18 = add nsw i32 %17, 1
  %19 = srem i32 %14, %18
  %20 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %21 = add nsw i32 %19, %20
  store i32 %21, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  %22 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  store i32 %25, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %31
  store i32 %29, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %35
  store i32 %33, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %37 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  store i32 %40, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  %41 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %42 = sub nsw i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %43 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %43, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %75, %13
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = icmp sle i32 %45, %46
  br i1 %47, label %49, label %48

48:                                               ; preds = %44
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %78

49:                                               ; preds = %44
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %55 = icmp sle i32 %53, %54
  br i1 %55, label %56, label %74

56:                                               ; preds = %49
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  store i32 %62, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %68
  store i32 %66, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %72
  store i32 %70, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  br label %74

74:                                               ; preds = %56, %49
  br label %75

75:                                               ; preds = %74
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nsw i32 %76, 1
  store i32 %77, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %44, !llvm.loop !9

78:                                               ; preds = %48
  %79 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %81 = sub nsw i32 %80, 1
  call void @_Z5qsortii(i32 noundef %79, i32 noundef %81)
  %82 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %83 = add nsw i32 %82, 1
  %84 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z5qsortii(i32 noundef %83, i32 noundef %84)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  br label %85

85:                                               ; preds = %78, %2
  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: nounwind
declare i32 @rand() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

attributes #0 = { mustprogress 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 "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 #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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"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"

@d = external dso_local local_unnamed_addr global [1000000 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z5qsortii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp slt i32 %0, %1
  br i1 %3, label %.lr.ph, label %tailrecurse._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %2
  %4 = add i32 %1, 1
  %5 = sext i32 %1 to i64
  %6 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %5
  br label %7

7:                                                ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr36 = phi i32 [ %0, %.lr.ph ], [ %27, %tailrecurse ]
  %8 = tail call i32 @rand() #3
  %9 = sub i32 %4, %.tr36
  %10 = srem i32 %8, %9
  %11 = add nsw i32 %10, %.tr36
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %15, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  store i32 %14, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %16 = add nsw i32 %.tr36, -1
  %17 = sext i32 %.tr36 to i64
  %smax = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.tr36, i32 %1)
  %18 = add i32 %smax, 1
  %19 = sub i32 %18, %.tr36
  %xtraiter = and i32 %19, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.prol.loopexit, label %.prol.preheader

.prol.preheader:                                  ; preds = %7
  %20 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %17
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %.not32.prol = icmp sgt i32 %21, %14
  br i1 %.not32.prol, label %.prol.loopexit.unr-lcssa, label %22

22:                                               ; preds = %.prol.preheader
  %23 = sext i32 %.tr36 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  store i32 %25, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  store i32 %21, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  br label %.prol.loopexit.unr-lcssa

.prol.loopexit.unr-lcssa:                         ; preds = %22, %.prol.preheader
  %.1.prol = phi i32 [ %.tr36, %22 ], [ %16, %.prol.preheader ]
  %indvars.iv.next.prol = add nsw i64 %17, 1
  br label %.prol.loopexit

.prol.loopexit:                                   ; preds = %.prol.loopexit.unr-lcssa, %7
  %.1.lcssa.unr = phi i32 [ poison, %7 ], [ %.1.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %17, %7 ], [ %indvars.iv.next.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %.02834.unr = phi i32 [ %16, %7 ], [ %.1.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %.not = icmp slt i32 %.tr36, %1
  br i1 %.not, label %.new, label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %44, %.prol.loopexit
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.1.lcssa.unr, %.prol.loopexit ], [ %.1.1, %44 ]
  %26 = add nsw i32 %.1.lcssa, -1
  tail call void @_Z5qsortii(i32 noundef %.tr36, i32 noundef %26)
  %27 = add nsw i32 %.1.lcssa, 1
  %28 = icmp slt i32 %27, %1
  br i1 %28, label %7, label %tailrecurse._crit_edge

.new:                                             ; preds = %.prol.loopexit, %44
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %44 ], [ %indvars.iv.unr, %.prol.loopexit ]
  %.02834 = phi i32 [ %.1.1, %44 ], [ %.02834.unr, %.prol.loopexit ]
  %29 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %indvars.iv
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %.not32 = icmp sgt i32 %30, %14
  br i1 %.not32, label %36, label %31

31:                                               ; preds = %.new
  %32 = add nsw i32 %.02834, 1
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  store i32 %35, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  store i32 %30, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  br label %36

36:                                               ; preds = %.new, %31
  %.1 = phi i32 [ %32, %31 ], [ %.02834, %.new ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %37 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %.not32.1 = icmp sgt i32 %38, %14
  br i1 %.not32.1, label %44, label %39

39:                                               ; preds = %36
  %40 = add nsw i32 %.1, 1
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  store i32 %43, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  store i32 %38, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  br label %44

44:                                               ; preds = %39, %36
  %.1.1 = phi i32 [ %40, %39 ], [ %.1, %36 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv, 2
  %lftr.wideiv.1 = trunc i64 %indvars.iv.next.1 to i32
  %exitcond.not.1 = icmp eq i32 %18, %lftr.wideiv.1
  br i1 %exitcond.not.1, label %tailrecurse, label %.new, !llvm.loop !9

tailrecurse._crit_edge:                           ; preds = %tailrecurse, %2
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind
declare i32 @rand() local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, i32) #2

attributes #0 = { mustprogress 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 = { nounwind "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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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