; LLVM IR from VAR-solutions/Algorithms :: Sorting/quickSort/C (quick_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"

@common = external dso_local global i32, align 4

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

; 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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @partition(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
  %12 = 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) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %13 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  store i32 %17, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp eq i32 %18, %19
  br i1 %20, label %21, label %23

21:                                               ; preds = %3
  %22 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 %22, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %93

23:                                               ; preds = %3
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %24

24:                                               ; preds = %48, %23
  %25 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %26 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %27 = icmp slt i32 %25, %26
  br i1 %27, label %28, label %51

28:                                               ; preds = %24
  %29 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp slt i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %47

36:                                               ; preds = %28
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %39
  %41 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %43 = sext i32 %42 to i64
  %44 = getelementptr inbounds i32, ptr %41, i64 %43
  call void @swap(ptr noundef %40, ptr noundef %44)
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %47

47:                                               ; preds = %36, %28
  br label %48

48:                                               ; preds = %47
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %24, !llvm.loop !11

51:                                               ; preds = %24
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %52 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 %52, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %53

53:                                               ; preds = %77, %51
  %54 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %56 = icmp slt i32 %54, %55
  br i1 %56, label %57, label %80

57:                                               ; preds = %53
  %58 = load ptr, ptr %5, 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
  %63 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %64 = icmp eq i32 %62, %63
  br i1 %64, label %65, label %76

65:                                               ; preds = %57
  %66 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %68
  %70 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %72 = sext i32 %71 to i64
  %73 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %72
  call void @swap(ptr noundef %69, ptr noundef %73)
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %76

76:                                               ; preds = %65, %57
  br label %77

77:                                               ; preds = %76
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %79 = add nsw i32 %78, 1
  store i32 %79, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %53, !llvm.loop !13

80:                                               ; preds = %53
  %81 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %83 = sub nsw i32 %81, %82
  store i32 %83, ptr @common, align 4, !tbaa !9
  %84 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %84, i64 %86
  %88 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  call void @swap(ptr noundef %87, ptr noundef %91)
  %92 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 %92, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %93

93:                                               ; preds = %80, %21
  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
  %94 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %94
}

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"

@common = external dso_local local_unnamed_addr global i32, align 4

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @partition(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sext i32 %2 to i64
  %5 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %4
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp eq i32 %1, %2
  br i1 %7, label %28, label %.preheader39

.preheader39:                                     ; preds = %3
  %8 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %8, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader39
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %2 to i64
  br label %.lr.ph

.preheader:                                       ; preds = %16
  br i1 %8, label %.lr.ph44.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph44.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count50 = zext nneg i32 %2 to i64
  br label %.lr.ph44

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %16
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %16 ]
  %.03640 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.137, %16 ]
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp slt i32 %10, %6
  br i1 %11, label %12, label %16

12:                                               ; preds = %.lr.ph
  %13 = sext i32 %.03640 to i64
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %13
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %9, ptr noundef %14)
  %15 = add nsw i32 %.03640, 1
  br label %16

16:                                               ; preds = %.lr.ph, %12
  %.137 = phi i32 [ %15, %12 ], [ %.03640, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

.lr.ph44:                                         ; preds = %.lr.ph44.preheader, %24
  %indvars.iv47 = phi i64 [ 0, %.lr.ph44.preheader ], [ %indvars.iv.next48, %24 ]
  %.242 = phi i32 [ %.137, %.lr.ph44.preheader ], [ %.3, %24 ]
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv47
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp eq i32 %18, %6
  br i1 %19, label %20, label %24

20:                                               ; preds = %.lr.ph44
  %21 = sext i32 %.242 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %21
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %17, ptr noundef %22)
  %23 = add nsw i32 %.242, 1
  br label %24

24:                                               ; preds = %.lr.ph44, %20
  %.3 = phi i32 [ %23, %20 ], [ %.242, %.lr.ph44 ]
  %indvars.iv.next48 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 1
  %exitcond51.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next48, %wide.trip.count50
  br i1 %exitcond51.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph44, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %24, %.preheader39, %.preheader
  %.036.lcssa53 = phi i32 [ %.137, %.preheader ], [ 0, %.preheader39 ], [ %.137, %24 ]
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.137, %.preheader ], [ 0, %.preheader39 ], [ %.3, %24 ]
  %25 = sub nsw i32 %.2.lcssa, %.036.lcssa53
  store i32 %25, ptr @common, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %.2.lcssa to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %26
  tail call void @swap(ptr noundef %27, ptr noundef nonnull %5)
  br label %28

28:                                               ; preds = %3, %._crit_edge
  %.0 = phi i32 [ %.2.lcssa, %._crit_edge ], [ 0, %3 ]
  ret i32 %.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}


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