; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/sort (shaker_sort)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @shakersort(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %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
  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
  %8 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %9 = sub nsw i32 %8, 1
  store i32 %9, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %10

10:                                               ; preds = %84, %2
  %11 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %13 = sdiv i32 %12, 2
  %14 = icmp sle i32 %11, %13
  br i1 %14, label %15, label %87

15:                                               ; preds = %10
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %17 = sub nsw i32 %16, 1
  store i32 %17, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %18

18:                                               ; preds = %46, %15
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %21 = icmp slt i32 %19, %20
  br i1 %21, label %22, label %49

22:                                               ; preds = %18
  %23 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %30 = add nsw i32 %29, 1
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %28, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = icmp sgt i32 %27, %33
  br i1 %34, label %35, label %45

35:                                               ; preds = %22
  %36 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %38 = sext i32 %37 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %36, i64 %38
  %40 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %43
  call void @swap(ptr noundef %39, ptr noundef %44)
  br label %45

45:                                               ; preds = %35, %22
  br label %46

46:                                               ; preds = %45
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %48 = add nsw i32 %47, 1
  store i32 %48, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %18, !llvm.loop !11

49:                                               ; preds = %18
  %50 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %51 = sub nsw i32 %50, 1
  store i32 %51, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %52, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %53

53:                                               ; preds = %81, %49
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %56 = icmp sge i32 %54, %55
  br i1 %56, label %57, label %84

57:                                               ; preds = %53
  %58 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %7, 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
  %63 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %65 = sub nsw i32 %64, 1
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = icmp slt i32 %62, %68
  br i1 %69, label %70, label %80

70:                                               ; preds = %57
  %71 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %71, i64 %73
  %75 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %77 = sub nsw i32 %76, 1
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %78
  call void @swap(ptr noundef %74, ptr noundef %79)
  br label %80

80:                                               ; preds = %70, %57
  br label %81

81:                                               ; preds = %80
  %82 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %82, -1
  store i32 %83, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %53, !llvm.loop !13

84:                                               ; preds = %53
  %85 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %86 = add nsw i32 %85, 1
  store i32 %86, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %10, !llvm.loop !14

87:                                               ; preds = %10
  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 void
}

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @swap(ptr noundef, ptr noundef) #1

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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/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: nounwind uwtable
define dso_local void @shakersort(ptr noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %.not37 = icmp slt i32 %1, 2
  br i1 %.not37, label %._crit_edge42, label %.lr.ph41.preheader

.lr.ph41.preheader:                               ; preds = %2
  %3 = lshr i32 %1, 1
  %4 = add nsw i32 %1, -2
  %wide.trip.count55 = zext nneg i32 %3 to i64
  br label %.lr.ph41

.lr.ph41:                                         ; preds = %.lr.ph41.preheader, %._crit_edge36
  %indvars.iv52 = phi i64 [ 1, %.lr.ph41.preheader ], [ %indvars.iv.next53, %._crit_edge36 ]
  %indvars.iv47 = phi i32 [ %4, %.lr.ph41.preheader ], [ %indvars.iv.next48, %._crit_edge36 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph41.preheader ], [ %indvars.iv.next, %._crit_edge36 ]
  %.02938.in = phi i32 [ %1, %.lr.ph41.preheader ], [ %.02938, %._crit_edge36 ]
  %.02938 = add nsw i32 %.02938.in, -1
  %5 = sext i32 %indvars.iv47 to i64
  %6 = sext i32 %.02938 to i64
  %.not43 = icmp sgt i64 %indvars.iv52, %6
  br i1 %.not43, label %._crit_edge, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.lr.ph41
  %wide.trip.count = zext i32 %.02938 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %13
  %indvars.iv44 = phi i64 [ %indvars.iv, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next45, %13 ]
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv44
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next45 = add nuw nsw i64 %indvars.iv44, 1
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next45
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sgt i32 %8, %10
  br i1 %11, label %12, label %13

12:                                               ; preds = %.lr.ph
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %7, ptr noundef nonnull %9)
  br label %13

13:                                               ; preds = %.lr.ph, %12
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next45, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %13, %.lr.ph41
  %.not3032.not = icmp slt i64 %indvars.iv52, %6
  br i1 %.not3032.not, label %.lr.ph35, label %._crit_edge36

.lr.ph35:                                         ; preds = %._crit_edge, %20
  %indvars.iv49 = phi i64 [ %indvars.iv.next50, %20 ], [ %5, %._crit_edge ]
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv49
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = getelementptr i8, ptr %14, i64 -4
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp slt i32 %15, %17
  br i1 %18, label %19, label %20

19:                                               ; preds = %.lr.ph35
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %14, ptr noundef nonnull %16)
  br label %20

20:                                               ; preds = %.lr.ph35, %19
  %indvars.iv.next50 = add nsw i64 %indvars.iv49, -1
  %.not30.not = icmp sgt i64 %indvars.iv49, %indvars.iv52
  br i1 %.not30.not, label %.lr.ph35, label %._crit_edge36, !llvm.loop !11

._crit_edge36:                                    ; preds = %20, %._crit_edge
  %indvars.iv.next53 = add nuw nsw i64 %indvars.iv52, 1
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %indvars.iv.next48 = add i32 %indvars.iv47, -1
  %exitcond56.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count55
  br i1 %exitcond56.not, label %._crit_edge42, label %.lr.ph41, !llvm.loop !12

._crit_edge42:                                    ; preds = %._crit_edge36, %2
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @swap(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

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" }

!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}
!12 = distinct !{!12, !10}


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