; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/search (Interpolation)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local i32 @interpolation_search(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %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
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %12

12:                                               ; preds = %99, %4
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sle i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %32

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %18 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %23 = icmp sge i32 %17, %22
  br i1 %23, label %24, label %32

24:                                               ; preds = %16
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp sle i32 %25, %30
  br label %32

32:                                               ; preds = %24, %16, %12
  %33 = phi i1 [ false, %16 ], [ false, %12 ], [ %31, %24 ]
  br i1 %33, label %34, label %100

34:                                               ; preds = %32
  %35 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %36 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %37 = icmp eq i32 %35, %36
  br i1 %37, label %38, label %49

38:                                               ; preds = %34
  %39 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %39, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %45 = icmp eq i32 %43, %44
  br i1 %45, label %46, label %48

46:                                               ; preds = %38
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %47, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %101

48:                                               ; preds = %38
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %101

49:                                               ; preds = %34
  %50 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %57 = sub nsw i32 %51, %56
  %58 = load ptr, ptr %6, 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 ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %7, 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 = sub nsw i32 %62, %67
  %69 = sdiv i32 %57, %68
  %70 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %72 = sub nsw i32 %70, %71
  %73 = mul nsw i32 %69, %72
  %74 = add nsw i32 %50, %73
  store i32 %74, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %75 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %76 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %76, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !9
  %81 = icmp eq i32 %75, %80
  br i1 %81, label %82, label %85

82:                                               ; preds = %49
  %83 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %101

85:                                               ; preds = %49
  %86 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %87 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds i32, ptr %87, i64 %89
  %91 = load i32, ptr %90, align 4, !tbaa !9
  %92 = icmp slt i32 %86, %91
  br i1 %92, label %93, label %96

93:                                               ; preds = %85
  %94 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %95 = sub nsw i32 %94, 1
  store i32 %95, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %99

96:                                               ; preds = %85
  %97 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %98 = add nsw i32 %97, 1
  store i32 %98, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %99

99:                                               ; preds = %96, %93
  br label %12, !llvm.loop !11

100:                                              ; preds = %32
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %101

101:                                              ; preds = %100, %82, %48, %46
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %102 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %102
}

; 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 = { 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"}


; 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: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: read) uwtable
define dso_local i32 @interpolation_search(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not46 = icmp sgt i32 %1, %2
  br i1 %.not46, label %.critedge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %29
  %.03348 = phi i32 [ %.1, %29 ], [ %1, %4 ]
  %.03447 = phi i32 [ %.135, %29 ], [ %2, %4 ]
  %5 = sext i32 %.03348 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %.not40 = icmp sgt i32 %7, %3
  br i1 %.not40, label %.critedge, label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph
  %9 = sext i32 %.03447 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %.not41 = icmp slt i32 %11, %3
  br i1 %.not41, label %.critedge, label %12

12:                                               ; preds = %8
  %13 = icmp eq i32 %.03348, %.03447
  br i1 %13, label %14, label %16

14:                                               ; preds = %12
  %15 = icmp eq i32 %7, %3
  %.033. = select i1 %15, i32 %.03348, i32 -1
  br label %.critedge

16:                                               ; preds = %12
  %17 = sub nsw i32 %3, %7
  %18 = sub nsw i32 %11, %7
  %19 = sdiv i32 %17, %18
  %20 = sub nsw i32 %.03447, %.03348
  %21 = mul nsw i32 %19, %20
  %22 = add nsw i32 %21, %.03348
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %26 = icmp eq i32 %25, %3
  br i1 %26, label %27, label %29

27:                                               ; preds = %16
  %28 = add nsw i32 %22, 1
  br label %.critedge

29:                                               ; preds = %16
  %30 = icmp sgt i32 %25, %3
  %31 = add nsw i32 %22, -1
  %32 = add nsw i32 %22, 1
  %.135 = select i1 %30, i32 %31, i32 %.03447
  %.1 = select i1 %30, i32 %.03348, i32 %32
  %.not = icmp sgt i32 %.1, %.135
  br i1 %.not, label %.critedge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

.critedge:                                        ; preds = %.lr.ph, %29, %8, %4, %14, %27
  %.0 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %.033., %14 ], [ -1, %4 ], [ -1, %8 ], [ -1, %29 ], [ -1, %.lr.ph ]
  ret i32 %.0
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind 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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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