; LLVM IR from Dev-XYS/Algorithms :: Quick-Sort.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
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp slt i32 %9, %10
  br i1 %11, label %12, label %61

12:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %17 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %18 = sub nsw i32 %17, 1
  store i32 %18, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %19 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %19, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %20

20:                                               ; preds = %51, %12
  %21 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp sle i32 %21, %22
  br i1 %23, label %25, label %24

24:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %54

25:                                               ; preds = %20
  %26 = load i32, ptr %7, 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 = icmp sle i32 %29, %30
  br i1 %31, label %32, label %50

32:                                               ; preds = %25
  %33 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %34 = add nsw i32 %33, 1
  store i32 %34, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %35 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  store i32 %38, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %44
  store i32 %42, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %48
  store i32 %46, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %50

50:                                               ; preds = %32, %25
  br label %51

51:                                               ; preds = %50
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %53 = add nsw i32 %52, 1
  store i32 %53, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %20, !llvm.loop !9

54:                                               ; preds = %24
  %55 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %57 = sub nsw i32 %56, 1
  call void @_Z5qsortii(i32 noundef %55, i32 noundef %57)
  %58 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %59 = add nsw i32 %58, 1
  %60 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z5qsortii(i32 noundef %59, i32 noundef %60)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %61

61:                                               ; preds = %54, %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 = { 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 }

!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 nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) 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 = sext i32 %1 to i64
  %5 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %4
  br label %6

6:                                                ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr28 = phi i32 [ %0, %.lr.ph ], [ %19, %tailrecurse ]
  %7 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %8 = add nsw i32 %.tr28, -1
  %9 = sext i32 %.tr28 to i64
  %smax = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.tr28, i32 %1)
  %10 = add i32 %smax, 1
  %11 = sub i32 %10, %.tr28
  %xtraiter = and i32 %11, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.prol.loopexit, label %.prol.preheader

.prol.preheader:                                  ; preds = %6
  %12 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %9
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %.not24.prol = icmp sgt i32 %13, %7
  br i1 %.not24.prol, label %.prol.loopexit.unr-lcssa, label %14

14:                                               ; preds = %.prol.preheader
  %15 = sext i32 %.tr28 to i64
  %16 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  store i32 %17, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  store i32 %13, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  br label %.prol.loopexit.unr-lcssa

.prol.loopexit.unr-lcssa:                         ; preds = %14, %.prol.preheader
  %.1.prol = phi i32 [ %.tr28, %14 ], [ %8, %.prol.preheader ]
  %indvars.iv.next.prol = add nsw i64 %9, 1
  br label %.prol.loopexit

.prol.loopexit:                                   ; preds = %.prol.loopexit.unr-lcssa, %6
  %.1.lcssa.unr = phi i32 [ poison, %6 ], [ %.1.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %9, %6 ], [ %indvars.iv.next.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %.027.unr = phi i32 [ %8, %6 ], [ %.1.prol, %.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %.not = icmp slt i32 %.tr28, %1
  br i1 %.not, label %.new, label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %36, %.prol.loopexit
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.1.lcssa.unr, %.prol.loopexit ], [ %.1.1, %36 ]
  %18 = add nsw i32 %.1.lcssa, -1
  tail call void @_Z5qsortii(i32 noundef %.tr28, i32 noundef %18)
  %19 = add nsw i32 %.1.lcssa, 1
  %20 = icmp slt i32 %19, %1
  br i1 %20, label %6, label %tailrecurse._crit_edge

.new:                                             ; preds = %.prol.loopexit, %36
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %36 ], [ %indvars.iv.unr, %.prol.loopexit ]
  %.027 = phi i32 [ %.1.1, %36 ], [ %.027.unr, %.prol.loopexit ]
  %21 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %indvars.iv
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %.not24 = icmp sgt i32 %22, %7
  br i1 %.not24, label %28, label %23

23:                                               ; preds = %.new
  %24 = add nsw i32 %.027, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  store i32 %27, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  store i32 %22, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  br label %28

28:                                               ; preds = %.new, %23
  %.1 = phi i32 [ %24, %23 ], [ %.027, %.new ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %29 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %indvars.iv.next
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %.not24.1 = icmp sgt i32 %30, %7
  br i1 %.not24.1, label %36, label %31

31:                                               ; preds = %28
  %32 = add nsw i32 %.1, 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 = %31, %28
  %.1.1 = phi i32 [ %32, %31 ], [ %.1, %28 ]
  %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 %10, %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: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, i32) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, 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++ 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,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass