; LLVM IR from bhrigukansra/algorithms-in-C-Cplusplus-Java-Python-JavaScript :: Algorithms/sorting/C++/quick sorting.ll (Z9partitionPiii)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z9partitionPiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %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
  %10 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %12 = add nsw i32 %11, 1
  store i32 %12, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %14 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %14, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  store i32 %18, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %19

19:                                               ; preds = %84, %3
  %20 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp sle i32 %20, %21
  br i1 %22, label %23, label %85

23:                                               ; preds = %19
  br label %24

24:                                               ; preds = %38, %23
  %25 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp slt i32 %29, %30
  br i1 %31, label %32, label %36

32:                                               ; preds = %24
  %33 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp slt i32 %33, %34
  br label %36

36:                                               ; preds = %32, %24
  %37 = phi i1 [ false, %24 ], [ %35, %32 ]
  br i1 %37, label %38, label %41

38:                                               ; preds = %36
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = add nsw i32 %39, 1
  store i32 %40, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %24, !llvm.loop !11

41:                                               ; preds = %36
  br label %42

42:                                               ; preds = %50, %41
  %43 = load ptr, ptr %4, 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 i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp sgt i32 %47, %48
  br i1 %49, label %50, label %53

50:                                               ; preds = %42
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %51, -1
  store i32 %52, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %42, !llvm.loop !13

53:                                               ; preds = %42
  %54 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %56 = icmp slt i32 %54, %55
  br i1 %56, label %57, label %81

57:                                               ; preds = %53
  %58 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !9
  store i32 %62, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %63 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %68 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %68, i64 %70
  store i32 %67, ptr %71, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %73 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i64 %75
  store i32 %72, ptr %76, align 4, !tbaa !9
  %77 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %78 = add nsw i32 %77, 1
  store i32 %78, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %79 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, -1
  store i32 %80, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %84

81:                                               ; preds = %53
  %82 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %82, 1
  store i32 %83, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %84

84:                                               ; preds = %81, %57
  br label %19, !llvm.loop !14

85:                                               ; preds = %19
  %86 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %88 = sext i32 %87 to i64
  %89 = getelementptr inbounds i32, ptr %86, i64 %88
  %90 = load i32, ptr %89, align 4, !tbaa !9
  %91 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %91, i64 %93
  store i32 %90, ptr %94, align 4, !tbaa !9
  %95 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %96 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds i32, ptr %96, i64 %98
  store i32 %95, ptr %99, align 4, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  ret i32 %100
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local noundef range(i32 -2147483648, 2147483647) i32 @_Z9partitionPiii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sext i32 %1 to i64
  %5 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %4
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %.not.not47 = icmp slt i32 %1, %2
  br i1 %.not.not47, label %.preheader41.preheader, label %._crit_edge

.preheader41.preheader:                           ; preds = %3
  %7 = sext i32 %2 to i64
  br label %.preheader41

.preheader41:                                     ; preds = %.preheader41.preheader, %28
  %.0.in49 = phi i32 [ %16, %28 ], [ %1, %.preheader41.preheader ]
  %.03748 = phi i32 [ %.239, %28 ], [ %2, %.preheader41.preheader ]
  %8 = sext i32 %.0.in49 to i64
  br label %9

9:                                                ; preds = %.preheader41, %9
  %indvars.iv = phi i64 [ %8, %.preheader41 ], [ %indvars.iv.next, %9 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %11, %6
  %13 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %7
  %14 = and i1 %12, %13
  br i1 %14, label %9, label %.preheader, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %9
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %16 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %17 = sext i32 %.03748 to i64
  br label %18

18:                                               ; preds = %18, %.preheader
  %indvars.iv54 = phi i64 [ %indvars.iv.next55, %18 ], [ %17, %.preheader ]
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv54
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %20, %6
  %indvars.iv.next55 = add nsw i64 %indvars.iv54, -1
  br i1 %21, label %18, label %22, !llvm.loop !11

22:                                               ; preds = %18
  %23 = trunc nsw i64 %indvars.iv54 to i32
  %24 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv54
  br i1 %24, label %25, label %28

25:                                               ; preds = %22
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv54
  store i32 %20, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %27 = add nsw i32 %23, -1
  br label %28

28:                                               ; preds = %22, %25
  %.239 = phi i32 [ %27, %25 ], [ %23, %22 ]
  %.not.not = icmp sgt i32 %.239, %16
  br i1 %.not.not, label %.preheader41, label %._crit_edge, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %28, %3
  %.037.lcssa = phi i32 [ %2, %3 ], [ %.239, %28 ]
  %29 = sext i32 %.037.lcssa to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  store i32 %31, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %6, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  ret i32 %.037.lcssa
}

attributes #0 = { mustprogress 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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


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