; LLVM IR from bhrigukansra/algorithms-in-C-Cplusplus-Java-Python-JavaScript :: Algorithms/searching/C++/InterpolationSearch.ll (Z19interpolationSearchPiii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %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
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %92, %3
  %15 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp sle i32 %15, %16
  br i1 %17, label %18, label %34

18:                                               ; preds = %14
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp sge i32 %19, %24
  br i1 %25, label %26, label %34

26:                                               ; preds = %18
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %28 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp sle i32 %27, %32
  br label %34

34:                                               ; preds = %26, %18, %14
  %35 = phi i1 [ false, %18 ], [ false, %14 ], [ %33, %26 ]
  br i1 %35, label %36, label %93

36:                                               ; preds = %34
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %38 = sitofp i32 %37 to double
  %39 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %40 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %41 = sub nsw i32 %39, %40
  %42 = sitofp i32 %41 to double
  %43 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  %53 = sub nsw i32 %47, %52
  %54 = sitofp i32 %53 to double
  %55 = fdiv double %42, %54
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %57 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %57, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  %62 = sub nsw i32 %56, %61
  %63 = sitofp i32 %62 to double
  %64 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %55, double %63, double %38)
  %65 = fptosi double %64 to i32
  store i32 %65, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %66 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !9
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %72 = icmp eq i32 %70, %71
  br i1 %72, label %73, label %75

73:                                               ; preds = %36
  %74 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %74, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %90

75:                                               ; preds = %36
  %76 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %76, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %82 = icmp slt i32 %80, %81
  br i1 %82, label %83, label %86

83:                                               ; preds = %75
  %84 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %85 = add nsw i32 %84, 1
  store i32 %85, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %89

86:                                               ; preds = %75
  %87 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %88 = sub nsw i32 %87, 1
  store i32 %88, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %89

89:                                               ; preds = %86, %83
  store i32 0, ptr %11, align 4
  br label %90

90:                                               ; preds = %89, %73
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %91 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %91, label %94 [
    i32 0, label %92
  ]

92:                                               ; preds = %90
  br label %14, !llvm.loop !11

93:                                               ; preds = %34
  store i32 -1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %94

94:                                               ; preds = %93, %90
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  %95 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %95
}

; 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 speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #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 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 = { 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 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %.not46 = icmp slt i32 %1, 1
  br i1 %.not46, label %.critedge, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %4 = add nsw i32 %1, -1
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %26
  %.03048 = phi i32 [ %.131, %26 ], [ %4, %.lr.ph.preheader ]
  %.03347 = phi i32 [ %.134, %26 ], [ 0, %.lr.ph.preheader ]
  %5 = sext i32 %.03347 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %.not40 = icmp sgt i32 %7, %2
  br i1 %.not40, label %.critedge, label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph
  %9 = sext i32 %.03048 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %.not41 = icmp slt i32 %11, %2
  br i1 %.not41, label %.critedge, label %12

12:                                               ; preds = %8
  %13 = sitofp i32 %.03347 to double
  %14 = sub nsw i32 %.03048, %.03347
  %15 = sitofp i32 %14 to double
  %16 = sub nsw i32 %11, %7
  %17 = sitofp i32 %16 to double
  %18 = fdiv double %15, %17
  %19 = sub nsw i32 %2, %7
  %20 = sitofp i32 %19 to double
  %21 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %18, double %20, double %13)
  %22 = fptosi double %21 to i32
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %.not42 = icmp eq i32 %25, %2
  br i1 %.not42, label %.critedge, label %26

26:                                               ; preds = %12
  %27 = icmp slt i32 %25, %2
  %28 = add nsw i32 %22, 1
  %29 = add nsw i32 %22, -1
  %.134 = select i1 %27, i32 %28, i32 %.03347
  %.131 = select i1 %27, i32 %.03048, i32 %29
  %.not = icmp sgt i32 %.134, %.131
  br i1 %.not, label %.critedge, label %.lr.ph

.critedge:                                        ; preds = %.lr.ph, %26, %8, %12, %3
  %.2 = phi i32 [ -1, %3 ], [ %22, %12 ], [ -1, %8 ], [ -1, %26 ], [ -1, %.lr.ph ]
  ret i32 %.2
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare double @llvm.fmuladd.f64(double, double, double) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) 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 = { mustprogress 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"}


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