; LLVM IR from Lakhankumawat/LearnCPP :: S-SortingAlgorithms/QuickSort.ll (Z9partitionPiii)

; 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
declare dso_local void @_Z4swapPiS_(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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z9partitionPiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %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 %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %10 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %12 = sext i32 %11 to i64
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  store i32 %14, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %15 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %15, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %16, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %17

17:                                               ; preds = %70, %3
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp slt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %21, label %71

21:                                               ; preds = %17
  br label %22

22:                                               ; preds = %36, %21
  %23 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp sle i32 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %34

30:                                               ; preds = %22
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp slt i32 %31, %32
  br label %34

34:                                               ; preds = %30, %22
  %35 = phi i1 [ false, %22 ], [ %33, %30 ]
  br i1 %35, label %36, label %39

36:                                               ; preds = %34
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %22, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %34
  br label %40

40:                                               ; preds = %54, %39
  %41 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %43 = icmp sgt i32 %41, %42
  br i1 %43, label %44, label %52

44:                                               ; preds = %40
  %45 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %51 = icmp sgt i32 %49, %50
  br label %52

52:                                               ; preds = %44, %40
  %53 = phi i1 [ false, %40 ], [ %51, %44 ]
  br i1 %53, label %54, label %57

54:                                               ; preds = %52
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, -1
  store i32 %56, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %40, !llvm.loop !13

57:                                               ; preds = %52
  %58 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %60 = icmp slt i32 %58, %59
  br i1 %60, label %61, label %70

61:                                               ; preds = %57
  %62 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %62, i64 %64
  %66 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %68
  call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %65, ptr noundef %69)
  br label %70

70:                                               ; preds = %61, %57
  br label %17, !llvm.loop !14

71:                                               ; preds = %17
  %72 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %74
  %76 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds i32, ptr %76, i64 %78
  call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef %75, ptr noundef %79)
  %80 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  ret i32 %80
}

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}
!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: mustprogress nounwind uwtable
declare dso_local void @_Z4swapPiS_(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z9partitionPiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sext i32 %1 to i64
  %5 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %4
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp slt i32 %1, %2
  br i1 %7, label %.preheader30.preheader, label %._crit_edge

.preheader30.preheader:                           ; preds = %3
  %8 = sext i32 %2 to i64
  br label %.preheader30

.preheader30:                                     ; preds = %27, %.preheader30.preheader
  %.036 = phi i32 [ %.1.lcssa, %27 ], [ %2, %.preheader30.preheader ]
  %.02835 = phi i32 [ %17, %27 ], [ %1, %.preheader30.preheader ]
  %9 = sext i32 %.02835 to i64
  br label %10

10:                                               ; preds = %10, %.preheader30
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %10 ], [ %9, %.preheader30 ]
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = icmp sle i32 %12, %6
  %14 = icmp slt i64 %indvars.iv, %8
  %15 = and i1 %14, %13
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  br i1 %15, label %10, label %.preheader, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %10
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %17 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %18 = icmp sgt i32 %.036, %1
  br i1 %18, label %.lr.ph.preheader, label %.critedge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %19 = sext i32 %.036 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %23
  %indvars.iv39 = phi i64 [ %19, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next40, %23 ]
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv39
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp sgt i32 %21, %6
  br i1 %22, label %23, label %.critedge.loopexit.split.loop.exit43

23:                                               ; preds = %.lr.ph
  %indvars.iv.next40 = add nsw i64 %indvars.iv39, -1
  %24 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next40, %4
  br i1 %24, label %.lr.ph, label %.critedge, !llvm.loop !11

.critedge.loopexit.split.loop.exit43:             ; preds = %.lr.ph
  %25 = trunc nsw i64 %indvars.iv39 to i32
  br label %.critedge

.critedge:                                        ; preds = %23, %.critedge.loopexit.split.loop.exit43, %.preheader
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.036, %.preheader ], [ %25, %.critedge.loopexit.split.loop.exit43 ], [ %1, %23 ]
  %26 = icmp sgt i32 %.1.lcssa, %17
  br i1 %26, label %27, label %._crit_edge

27:                                               ; preds = %.critedge
  %28 = sext i32 %.1.lcssa to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %28
  tail call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef nonnull %16, ptr noundef %29)
  br label %.preheader30

._crit_edge:                                      ; preds = %.critedge, %3
  %.0.lcssa = phi i32 [ %2, %3 ], [ %.1.lcssa, %.critedge ]
  %30 = sext i32 %.0.lcssa to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %30
  tail call void @_Z4swapPiS_(ptr noundef nonnull %5, ptr noundef %31)
  ret i32 %.0.lcssa
}

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" }

!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,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass