; LLVM IR from ahampriyanshu/algo-ds-101 :: Algorithms/Sorting/Cocktail_Sort (Cocktail_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: 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 void @CocktailSort(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
  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 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
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = sub nsw i32 %9, 1
  store i32 %10, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %11

11:                                               ; preds = %87, %2
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp ne i32 %12, 0
  br i1 %13, label %14, label %90

14:                                               ; preds = %11
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %15, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %44, %14
  %17 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = icmp slt i32 %17, %18
  br i1 %19, label %20, label %47

20:                                               ; preds = %16
  %21 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp sgt i32 %25, %31
  br i1 %32, label %33, label %43

33:                                               ; preds = %20
  %34 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %34, i64 %36
  %38 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = add nsw i32 %39, 1
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %41
  call void @swap(ptr noundef %37, ptr noundef %42)
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %43

43:                                               ; preds = %33, %20
  br label %44

44:                                               ; preds = %43
  %45 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %16, !llvm.loop !11

47:                                               ; preds = %16
  %48 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp ne i32 %48, 0
  br i1 %49, label %51, label %50

50:                                               ; preds = %47
  br label %90

51:                                               ; preds = %47
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %53 = add nsw i32 %52, -1
  store i32 %53, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %54 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %55 = sub nsw i32 %54, 1
  store i32 %55, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %56

56:                                               ; preds = %84, %51
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %59 = icmp sge i32 %57, %58
  br i1 %59, label %60, label %87

60:                                               ; preds = %56
  %61 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %68 = add nsw i32 %67, 1
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %69
  %71 = load i32, ptr %70, align 4, !tbaa !9
  %72 = icmp sgt i32 %65, %71
  br i1 %72, label %73, label %83

73:                                               ; preds = %60
  %74 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %74, i64 %76
  %78 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %81
  call void @swap(ptr noundef %77, ptr noundef %82)
  store i32 1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %83

83:                                               ; preds = %73, %60
  br label %84

84:                                               ; preds = %83
  %85 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %86 = add nsw i32 %85, -1
  store i32 %86, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %56, !llvm.loop !13

87:                                               ; preds = %56
  %88 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !14

90:                                               ; preds = %50, %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, 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
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret void
}

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}
!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
declare dso_local void @swap(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @CocktailSort(ptr noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = add i32 %1, -3
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %2, %._crit_edge41
  %indvars.iv52 = phi i32 [ %3, %2 ], [ %indvars.iv.next53, %._crit_edge41 ]
  %indvars.iv50.in = phi i32 [ %1, %2 ], [ %indvars.iv50, %._crit_edge41 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %2 ], [ %indvars.iv.next, %._crit_edge41 ]
  %.028.in45 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %.02846, %._crit_edge41 ]
  %indvars.iv50 = add i32 %indvars.iv50.in, -1
  %4 = sext i32 %indvars.iv52 to i64
  %.02846 = add nsw i32 %.028.in45, -1
  %5 = sext i32 %.02846 to i64
  %6 = icmp slt i64 %indvars.iv, %5
  br i1 %6, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge.thread

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %wide.trip.count = zext i32 %indvars.iv50 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %13
  %indvars.iv47 = phi i64 [ %indvars.iv, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next48, %13 ]
  %.13134 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.2, %13 ]
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv47
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next48 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 1
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next48
  %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
  %.2 = phi i32 [ 1, %12 ], [ %.13134, %.lr.ph ]
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next48, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %13
  %.not32 = icmp eq i32 %.2, 0
  br i1 %.not32, label %._crit_edge.thread, label %14

14:                                               ; preds = %._crit_edge
  %15 = add nsw i32 %.028.in45, -3
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %.not3336 = icmp sgt i64 %indvars.iv, %16
  br i1 %.not3336, label %._crit_edge.thread, label %.lr.ph40

.lr.ph40:                                         ; preds = %14, %23
  %indvars.iv54 = phi i64 [ %indvars.iv.next55, %23 ], [ %4, %14 ]
  %.337 = phi i32 [ %.4, %23 ], [ 0, %14 ]
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv54
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = getelementptr i8, ptr %17, i64 4
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %18, %20
  br i1 %21, label %22, label %23

22:                                               ; preds = %.lr.ph40
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %17, ptr noundef nonnull %19)
  br label %23

23:                                               ; preds = %.lr.ph40, %22
  %.4 = phi i32 [ 1, %22 ], [ %.337, %.lr.ph40 ]
  %indvars.iv.next55 = add nsw i64 %indvars.iv54, -1
  %.not33.not = icmp sgt i64 %indvars.iv54, %indvars.iv
  br i1 %.not33.not, label %.lr.ph40, label %._crit_edge41, !llvm.loop !11

._crit_edge41:                                    ; preds = %23
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %.not = icmp eq i32 %.4, 0
  %indvars.iv.next53 = add i32 %indvars.iv52, -1
  br i1 %.not, label %._crit_edge.thread, label %.preheader, !llvm.loop !12

._crit_edge.thread:                               ; preds = %14, %.preheader, %._crit_edge, %._crit_edge41
  ret void
}

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,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass