; LLVM IR from imteekay/algorithms :: competitive-programming/uri/train_swaping.ll (Z13numberOfSwapsPii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z13numberOfSwapsPii(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %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
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = 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
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %10

10:                                               ; preds = %66, %2
  %11 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  %14 = icmp sle i32 %11, %13
  br i1 %14, label %16, label %15

15:                                               ; preds = %10
  store i32 2, ptr %7, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %69

16:                                               ; preds = %10
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %17

17:                                               ; preds = %62, %16
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %21 = sub nsw i32 %19, %20
  %22 = icmp slt i32 %18, %21
  br i1 %22, label %24, label %23

23:                                               ; preds = %17
  store i32 5, ptr %7, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %65

24:                                               ; preds = %17
  %25 = load ptr, ptr %3, 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 ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %32 = add nsw i32 %31, 1
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp sgt i32 %29, %35
  br i1 %36, label %37, label %61

37:                                               ; preds = %24
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %38 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  store i32 %42, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %43 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %45 = add nsw i32 %44, 1
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  %49 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %49, i64 %51
  store i32 %48, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %54 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, 1
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %54, i64 %57
  store i32 %53, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %59 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %61

61:                                               ; preds = %37, %24
  br label %62

62:                                               ; preds = %61
  %63 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  store i32 %64, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %17, !llvm.loop !11

65:                                               ; preds = %23
  br label %66

66:                                               ; preds = %65
  %67 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %68 = add nsw i32 %67, 1
  store i32 %68, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %10, !llvm.loop !13

69:                                               ; preds = %15
  %70 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %7, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret i32 %70
}

; 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

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 = { 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++ 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"

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z13numberOfSwapsPii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %.not.not27 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %.not.not27, label %.preheader.preheader, label %._crit_edge30

.preheader.preheader:                             ; preds = %2
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 4
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.preheader, %._crit_edge
  %indvar = phi i32 [ 0, %.preheader.preheader ], [ %indvar.next, %._crit_edge ]
  %.029 = phi i32 [ 0, %.preheader.preheader ], [ %.1.lcssa, %._crit_edge ]
  %.02228 = phi i32 [ 1, %.preheader.preheader ], [ %13, %._crit_edge ]
  %3 = xor i32 %indvar, -1
  %4 = add i32 %3, %1
  %5 = zext i32 %4 to i64
  %6 = icmp slt i32 %.02228, %1
  br i1 %6, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %.pre = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  %xtraiter = and i64 %5, 1
  %7 = icmp eq i32 %4, 1
  br i1 %7, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %5, 4294967294
  br label %.lr.ph

._crit_edge30:                                    ; preds = %._crit_edge, %2
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.1.lcssa, %._crit_edge ]
  ret i32 %.0.lcssa

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %28, %.lr.ph.preheader
  %.2.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %28 ]
  %.unr = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader ], [ %29, %28 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %28 ]
  %.126.unr = phi i32 [ %.029, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %28 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.unr
  %8 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp sgt i32 %.unr, %8
  br i1 %9, label %10, label %._crit_edge

10:                                               ; preds = %.lr.ph.epil
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  store i32 %8, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  store i32 %.unr, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %12 = add nsw i32 %.126.unr, 1
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %10, %.lr.ph.epil, %.preheader
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.029, %.preheader ], [ %.2.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %12, %10 ], [ %.126.unr, %.lr.ph.epil ]
  %13 = add nuw nsw i32 %.02228, 1
  %exitcond35.not = icmp eq i32 %13, %1
  %indvar.next = add i32 %indvar, 1
  br i1 %exitcond35.not, label %._crit_edge30, label %.preheader, !llvm.loop !9

.lr.ph:                                           ; preds = %28, %.lr.ph.preheader.new
  %14 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph.preheader.new ], [ %29, %28 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %28 ]
  %.126 = phi i32 [ %.029, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.2.1, %28 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %28 ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sgt i32 %14, %16
  br i1 %17, label %18, label %.lr.ph.1

18:                                               ; preds = %.lr.ph
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  store i32 %16, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  store i32 %14, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %20 = add nsw i32 %.126, 1
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %18
  %21 = phi i32 [ %14, %18 ], [ %16, %.lr.ph ]
  %.2 = phi i32 [ %20, %18 ], [ %.126, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.1
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp sgt i32 %21, %23
  br i1 %24, label %25, label %28

25:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  store i32 %23, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  store i32 %21, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %27 = add nsw i32 %.2, 1
  br label %28

28:                                               ; preds = %25, %.lr.ph.1
  %29 = phi i32 [ %21, %25 ], [ %23, %.lr.ph.1 ]
  %.2.1 = phi i32 [ %27, %25 ], [ %.2, %.lr.ph.1 ]
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !11
}

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}


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