; LLVM IR from gzc/CLRS :: C09-Medians-and-Order-Statistics (minmax)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @minmax(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %10 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %11 = srem i32 %10, 2
  %12 = icmp eq i32 %11, 1
  br i1 %12, label %13, label %22

13:                                               ; preds = %4
  %14 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 0
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %17 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %18 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 0
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %21 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 %20, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %49

22:                                               ; preds = %4
  %23 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 1
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 0
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp sge i32 %25, %28
  br i1 %29, label %30, label %39

30:                                               ; preds = %22
  %31 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 1
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %33, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 0
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  %38 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 %37, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  br label %48

39:                                               ; preds = %22
  %40 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 0
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %42, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %44 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 1
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  %47 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 %46, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  br label %48

48:                                               ; preds = %39, %30
  store i32 2, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %49

49:                                               ; preds = %48, %13
  br label %50

50:                                               ; preds = %154, %49
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp slt i32 %51, %52
  br i1 %53, label %54, label %157

54:                                               ; preds = %50
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  %60 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %60, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = icmp sge i32 %59, %65
  br i1 %66, label %67, label %110

67:                                               ; preds = %54
  %68 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  %70 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %72
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !9
  %75 = icmp sge i32 %69, %74
  br i1 %75, label %76, label %79

76:                                               ; preds = %67
  %77 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  br label %85

79:                                               ; preds = %67
  %80 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %82 = sext i32 %81 to i64
  %83 = getelementptr inbounds i32, ptr %80, i64 %82
  %84 = load i32, ptr %83, align 4, !tbaa !9
  br label %85

85:                                               ; preds = %79, %76
  %86 = phi i32 [ %78, %76 ], [ %84, %79 ]
  %87 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %86, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %88 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %88, align 4, !tbaa !9
  %90 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %91 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %90, i64 %93
  %95 = load i32, ptr %94, align 4, !tbaa !9
  %96 = icmp sle i32 %89, %95
  br i1 %96, label %97, label %100

97:                                               ; preds = %85
  %98 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !9
  br label %107

100:                                              ; preds = %85
  %101 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %103 = add nsw i32 %102, 1
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = getelementptr inbounds i32, ptr %101, i64 %104
  %106 = load i32, ptr %105, align 4, !tbaa !9
  br label %107

107:                                              ; preds = %100, %97
  %108 = phi i32 [ %99, %97 ], [ %106, %100 ]
  %109 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 %108, ptr %109, align 4, !tbaa !9
  br label %153

110:                                              ; preds = %54
  %111 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %112 = load i32, ptr %111, align 4, !tbaa !9
  %113 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %114 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  %116 = sext i32 %115 to i64
  %117 = getelementptr inbounds i32, ptr %113, i64 %116
  %118 = load i32, ptr %117, align 4, !tbaa !9
  %119 = icmp sge i32 %112, %118
  br i1 %119, label %120, label %123

120:                                              ; preds = %110
  %121 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %122 = load i32, ptr %121, align 4, !tbaa !9
  br label %130

123:                                              ; preds = %110
  %124 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %125 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %126 = add nsw i32 %125, 1
  %127 = sext i32 %126 to i64
  %128 = getelementptr inbounds i32, ptr %124, i64 %127
  %129 = load i32, ptr %128, align 4, !tbaa !9
  br label %130

130:                                              ; preds = %123, %120
  %131 = phi i32 [ %122, %120 ], [ %129, %123 ]
  %132 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %131, ptr %132, align 4, !tbaa !9
  %133 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %134 = load i32, ptr %133, align 4, !tbaa !9
  %135 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %136 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %137 = sext i32 %136 to i64
  %138 = getelementptr inbounds i32, ptr %135, i64 %137
  %139 = load i32, ptr %138, align 4, !tbaa !9
  %140 = icmp sle i32 %134, %139
  br i1 %140, label %141, label %144

141:                                              ; preds = %130
  %142 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %143 = load i32, ptr %142, align 4, !tbaa !9
  br label %150

144:                                              ; preds = %130
  %145 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %146 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %147 = sext i32 %146 to i64
  %148 = getelementptr inbounds i32, ptr %145, i64 %147
  %149 = load i32, ptr %148, align 4, !tbaa !9
  br label %150

150:                                              ; preds = %144, %141
  %151 = phi i32 [ %143, %141 ], [ %149, %144 ]
  %152 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 %151, ptr %152, align 4, !tbaa !9
  br label %153

153:                                              ; preds = %150, %107
  br label %154

154:                                              ; preds = %153
  %155 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %156 = add nsw i32 %155, 2
  store i32 %156, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %50, !llvm.loop !11

157:                                              ; preds = %50
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #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: 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 = !{!"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(read, argmem: readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @minmax(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef %2, ptr nocapture noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = and i32 %1, -2147483647
  %6 = icmp eq i32 %5, 1
  br i1 %6, label %7, label %9

7:                                                ; preds = %4
  %8 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  br label %13

9:                                                ; preds = %4
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp slt i32 %11, %12
  %. = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %11, i32 %12)
  %.67 = select i1 %.not, ptr %10, ptr %0
  br label %13

13:                                               ; preds = %9, %7
  %storemerge = phi i32 [ %., %9 ], [ %8, %7 ]
  %storemerge60.in = phi ptr [ %.67, %9 ], [ %0, %7 ]
  %.0 = phi i32 [ 2, %9 ], [ 1, %7 ]
  store i32 %storemerge, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %storemerge60 = load i32, ptr %storemerge60.in, align 4, !tbaa !5
  store i32 %storemerge60, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %.0, %1
  br i1 %14, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %13
  %15 = zext nneg i32 %.0 to i64
  %16 = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %15, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %17, i64 4
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %.not61 = icmp slt i32 %18, %20
  %21 = load i32, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %.74 = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %18, i32 %20)
  %.68 = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %21, i32 %.74)
  store i32 %.68, ptr %2, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %.val = load i32, ptr %17, align 4
  %.val76 = load i32, ptr %19, align 4
  %23 = select i1 %.not61, i32 %.val, i32 %.val76
  %24 = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %22, i32 %23)
  store i32 %24, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %25 = icmp ult i64 %indvars.iv.next, %16
  br i1 %25, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %13
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, i32) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #1

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(read, argmem: 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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass