; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C-Plus-Plus/search/orderAgnosticBS.ll (Z13orderAgnosticPii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z13orderAgnosticPii(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i8, align 1
  %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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 3, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %8) #2
  %11 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %13
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %16 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = sext i32 %17 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  %21 = icmp slt i32 %15, %20
  %22 = zext i1 %21 to i8
  store i8 %22, ptr %8, align 1, !tbaa !11
  br label %23

23:                                               ; preds = %79, %2
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp sle i32 %24, %25
  br i1 %26, label %27, label %80

27:                                               ; preds = %23
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %31 = sub nsw i32 %29, %30
  %32 = sdiv i32 %31, 2
  %33 = add nsw i32 %28, %32
  store i32 %33, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = icmp eq i32 %34, %39
  br i1 %40, label %41, label %43

41:                                               ; preds = %27
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 %42, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %77

43:                                               ; preds = %27
  %44 = load i8, ptr %8, align 1, !tbaa !11, !range !13, !noundef !14
  %45 = trunc i8 %44 to i1
  br i1 %45, label %46, label %61

46:                                               ; preds = %43
  %47 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp slt i32 %47, %52
  br i1 %53, label %54, label %57

54:                                               ; preds = %46
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %56 = sub nsw i32 %55, 1
  store i32 %56, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %60

57:                                               ; preds = %46
  %58 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %59 = add nsw i32 %58, 1
  store i32 %59, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %60

60:                                               ; preds = %57, %54
  br label %76

61:                                               ; preds = %43
  %62 = load i32, ptr %5, 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 = icmp slt i32 %62, %67
  br i1 %68, label %69, label %72

69:                                               ; preds = %61
  %70 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %75

72:                                               ; preds = %61
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %74 = sub nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %75

75:                                               ; preds = %72, %69
  br label %76

76:                                               ; preds = %75, %60
  store i32 0, ptr %10, align 4
  br label %77

77:                                               ; preds = %76, %41
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %78 = load i32, ptr %10, align 4
  switch i32 %78, label %81 [
    i32 0, label %79
  ]

79:                                               ; preds = %77
  br label %23, !llvm.loop !15

80:                                               ; preds = %23
  store i32 -1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %10, align 4
  br label %81

81:                                               ; preds = %80, %77
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, 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
  %82 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %82
}

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

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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"bool", !7, i64 0}
!13 = !{i8 0, i8 2}
!14 = !{}
!15 = distinct !{!15, !16}
!16 = !{!"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"

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z13orderAgnosticPii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %4 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %6 = icmp slt i32 %3, %5
  %.fr = freeze i1 %6
  br i1 %.fr, label %.split.us, label %.split

.split.us:                                        ; preds = %2, %13
  %.02639.us = phi i32 [ %.228.us, %13 ], [ 0, %2 ]
  %.02938.us = phi i32 [ %.231.us, %13 ], [ 3, %2 ]
  %7 = sub nsw i32 %.02938.us, %.02639.us
  %8 = sdiv i32 %7, 2
  %9 = add nsw i32 %8, %.02639.us
  %10 = sext i32 %9 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %.not34.us = icmp eq i32 %12, %1
  br i1 %.not34.us, label %.thread, label %13

13:                                               ; preds = %.split.us
  %14 = icmp sgt i32 %12, %1
  %15 = add nsw i32 %9, -1
  %16 = add nsw i32 %9, 1
  %.231.us = select i1 %14, i32 %15, i32 %.02938.us
  %.228.us = select i1 %14, i32 %.02639.us, i32 %16
  %.not.us = icmp sgt i32 %.228.us, %.231.us
  br i1 %.not.us, label %.thread, label %.split.us

.split:                                           ; preds = %2, %23
  %.02639 = phi i32 [ %.228, %23 ], [ 0, %2 ]
  %.02938 = phi i32 [ %.231, %23 ], [ 3, %2 ]
  %17 = sub nsw i32 %.02938, %.02639
  %18 = sdiv i32 %17, 2
  %19 = add nsw i32 %18, %.02639
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %.not34 = icmp eq i32 %22, %1
  br i1 %.not34, label %.thread, label %23

23:                                               ; preds = %.split
  %24 = icmp sgt i32 %22, %1
  %25 = add nsw i32 %19, 1
  %26 = add nsw i32 %19, -1
  %.231 = select i1 %24, i32 %.02938, i32 %26
  %.228 = select i1 %24, i32 %25, i32 %.02639
  %.not = icmp sgt i32 %.228, %.231
  br i1 %.not, label %.thread, label %.split

.thread:                                          ; preds = %23, %.split, %.split.us, %13
  %.us-phi = phi i32 [ -1, %13 ], [ %9, %.split.us ], [ -1, %23 ], [ %19, %.split ]
  ret i32 %.us-phi
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) 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"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass