; LLVM IR from Dev-XYS/Algorithms :: Quick-Sort(Extra-Optimised).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
@flag = external dso_local global i32, align 4

; 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 %134

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 = %107, %13
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %47 = icmp slt 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 %110

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 slt 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 %106

74:                                               ; preds = %49
  %75 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %80 = icmp eq i32 %78, %79
  br i1 %80, label %81, label %105

81:                                               ; preds = %74
  %82 = load i32, ptr @flag, align 4, !tbaa !5
  %83 = add nsw i32 %82, 1
  store i32 %83, ptr @flag, align 4, !tbaa !5
  %84 = and i32 %82, 1
  %85 = icmp eq i32 %84, 0
  br i1 %85, label %86, label %104

86:                                               ; preds = %81
  %87 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %88 = add nsw i32 %87, 1
  store i32 %88, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %90
  %92 = load i32, ptr %91, align 4, !tbaa !5
  store i32 %92, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %94
  %96 = load i32, ptr %95, align 4, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %98
  store i32 %96, ptr %99, align 4, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %101 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %102 = sext i32 %101 to i64
  %103 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %102
  store i32 %100, ptr %103, align 4, !tbaa !5
  br label %104

104:                                              ; preds = %86, %81
  br label %105

105:                                              ; preds = %104, %74
  br label %106

106:                                              ; preds = %105, %56
  br label %107

107:                                              ; preds = %106
  %108 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %109 = add nsw i32 %108, 1
  store i32 %109, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %44, !llvm.loop !9

110:                                              ; preds = %48
  %111 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %112 = add nsw i32 %111, 1
  store i32 %112, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %113 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %114 = sext i32 %113 to i64
  %115 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %114
  %116 = load i32, ptr %115, align 4, !tbaa !5
  store i32 %116, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %117 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %118 = sext i32 %117 to i64
  %119 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %118
  %120 = load i32, ptr %119, align 4, !tbaa !5
  %121 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %122 = sext i32 %121 to i64
  %123 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %122
  store i32 %120, ptr %123, align 4, !tbaa !5
  %124 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %125 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %126 = sext i32 %125 to i64
  %127 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %126
  store i32 %124, ptr %127, align 4, !tbaa !5
  %128 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %129 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %130 = sub nsw i32 %129, 1
  call void @_Z5qsortii(i32 noundef %128, i32 noundef %130)
  %131 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %132 = add nsw i32 %131, 1
  %133 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z5qsortii(i32 noundef %132, i32 noundef %133)
  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 %134

134:                                              ; preds = %110, %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
@flag = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

; 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
  %.tr51 = phi i32 [ %0, %.lr.ph ], [ %23, %tailrecurse ]
  %8 = tail call i32 @rand() #2
  %9 = sub i32 %4, %.tr51
  %10 = srem i32 %8, %9
  %11 = add nsw i32 %10, %.tr51
  %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 %.tr51, -1
  %flag.promoted = load i32, ptr @flag, align 4, !tbaa !5
  %17 = sext i32 %.tr51 to i64
  br label %25

tailrecurse:                                      ; preds = %40
  %18 = add nsw i32 %.1, 1
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %20 = sext i32 %18 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  store i32 %22, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %19, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  tail call void @_Z5qsortii(i32 noundef %.tr51, i32 noundef %.1)
  %23 = add nsw i32 %.1, 2
  %24 = icmp slt i32 %23, %1
  br i1 %24, label %7, label %tailrecurse._crit_edge

25:                                               ; preds = %7, %40
  %indvars.iv = phi i64 [ %17, %7 ], [ %indvars.iv.next, %40 ]
  %.04249 = phi i32 [ %16, %7 ], [ %.1, %40 ]
  %26 = phi i32 [ %flag.promoted, %7 ], [ %41, %40 ]
  %27 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %indvars.iv
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp slt i32 %28, %14
  br i1 %29, label %.sink.split, label %30

30:                                               ; preds = %25
  %31 = icmp eq i32 %28, %14
  br i1 %31, label %32, label %40

32:                                               ; preds = %30
  %33 = add nsw i32 %26, 1
  store i32 %33, ptr @flag, align 4, !tbaa !5
  %34 = and i32 %26, 1
  %35 = icmp eq i32 %34, 0
  br i1 %35, label %.sink.split, label %40

.sink.split:                                      ; preds = %32, %25
  %.sink = phi i32 [ %28, %25 ], [ %14, %32 ]
  %.ph = phi i32 [ %26, %25 ], [ %33, %32 ]
  %36 = add nsw i32 %.04249, 1
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], ptr @d, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  store i32 %39, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  store i32 %.sink, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  br label %40

40:                                               ; preds = %.sink.split, %32, %30
  %41 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %26, %30 ], [ %.ph, %.sink.split ]
  %.1 = phi i32 [ %.04249, %32 ], [ %.04249, %30 ], [ %36, %.sink.split ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %42 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %5
  br i1 %42, label %25, label %tailrecurse, !llvm.loop !9

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

; Function Attrs: nounwind
declare i32 @rand() local_unnamed_addr #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 = { 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 = { 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,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass