; LLVM IR from Tunghohin/Competitive_Coding :: Luogu (p1046)

; 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 i32 @bubble(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %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 ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = sub nsw i32 %9, 1
  store i32 %10, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %11

11:                                               ; preds = %61, %2
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp sgt i32 %12, 0
  br i1 %13, label %14, label %64

14:                                               ; preds = %11
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %57, %14
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %60

19:                                               ; preds = %15
  %20 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %6, 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 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %27 = add nsw i32 %26, 1
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp sgt i32 %24, %30
  br i1 %31, label %32, label %56

32:                                               ; preds = %19
  %33 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %35 = add nsw i32 %34, 1
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !9
  store i32 %38, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %39 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %39, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  %44 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 %47
  store i32 %43, ptr %48, align 4, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %50 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %52
  store i32 %49, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  %54 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  store i32 %55, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %56

56:                                               ; preds = %32, %19
  br label %57

57:                                               ; preds = %56
  %58 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %59 = add nsw i32 %58, 1
  store i32 %59, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %15, !llvm.loop !11

60:                                               ; preds = %15
  br label %61

61:                                               ; preds = %60
  %62 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %63 = add nsw i32 %62, -1
  store i32 %63, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !13

64:                                               ; preds = %11
  %65 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret i32 %65
}

; 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"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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 i32 @bubble(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %3, label %.preheader.preheader, label %._crit_edge

.preheader.preheader:                             ; preds = %2
  %4 = add nsw i32 %1, -1
  %5 = zext i32 %4 to i64
  %6 = add nsw i64 %5, -1
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 4
  br label %.lr.ph.preheader

.loopexit.unr-lcssa:                              ; preds = %28, %.lr.ph.preheader
  %.2.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %28 ]
  %.unr = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader ], [ %29, %28 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %28 ]
  %.125.unr = phi i32 [ %.027, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %28 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.loopexit, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.loopexit.unr-lcssa
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.unr
  %7 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %8 = icmp sgt i32 %.unr, %7
  br i1 %8, label %9, label %.loopexit

9:                                                ; preds = %.lr.ph.epil
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  store i32 %.unr, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  store i32 %7, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %11 = add nsw i32 %.125.unr, 1
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph.epil, %9, %.loopexit.unr-lcssa
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.2.lcssa.ph, %.loopexit.unr-lcssa ], [ %11, %9 ], [ %.125.unr, %.lr.ph.epil ]
  %12 = icmp sgt i32 %.02028.in, 2
  %indvars.iv.next34 = add nsw i64 %indvars.iv33, -1
  %indvar.next = add i64 %indvar, 1
  br i1 %12, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.loopexit, %.preheader.preheader
  %indvar = phi i64 [ %indvar.next, %.loopexit ], [ 0, %.preheader.preheader ]
  %indvars.iv33 = phi i64 [ %indvars.iv.next34, %.loopexit ], [ %5, %.preheader.preheader ]
  %.02028.in = phi i32 [ %.02028, %.loopexit ], [ %1, %.preheader.preheader ]
  %.027 = phi i32 [ %.2.lcssa, %.loopexit ], [ 0, %.preheader.preheader ]
  %.02028 = add nsw i32 %.02028.in, -1
  %.pre = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %xtraiter = and i64 %indvars.iv33, 1
  %13 = icmp eq i64 %indvar, %6
  br i1 %13, label %.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %indvars.iv33, -2
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %28, %.lr.ph.preheader.new
  %14 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader.new ], [ %29, %28 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %28 ]
  %.125 = phi i32 [ %.027, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.2.1, %28 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %28 ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sgt i32 %14, %16
  br i1 %17, label %18, label %.lr.ph.1

18:                                               ; preds = %.lr.ph
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  store i32 %14, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %20 = add nsw i32 %.125, 1
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %18
  %21 = phi i32 [ %14, %18 ], [ %16, %.lr.ph ]
  %.2 = phi i32 [ %20, %18 ], [ %.125, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.1
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp sgt i32 %21, %23
  br i1 %24, label %25, label %28

25:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  store i32 %21, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  store i32 %23, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %27 = add nsw i32 %.2, 1
  br label %28

28:                                               ; preds = %25, %.lr.ph.1
  %29 = phi i32 [ %21, %25 ], [ %23, %.lr.ph.1 ]
  %.2.1 = phi i32 [ %27, %25 ], [ %.2, %.lr.ph.1 ]
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %2
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.2.lcssa, %.loopexit ]
  ret i32 %.0.lcssa
}

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"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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