; LLVM IR from ahampriyanshu/algo-ds-101 :: Data-Structures/HashSet (Hash-Set)

; 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"

%struct.Hashset = type { i32, i32, ptr, ptr }
%struct.hashpair = type { i64, ptr }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @hs_add(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %10 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %10, i32 0, i32 3
  %12 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %13 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %14 = call i64 %12(ptr noundef %13)
  store i64 %14, ptr %6, align 8, !tbaa !12
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %15 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !12
  %16 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %16, i32 0, i32 0
  %18 = load i32, ptr %17, align 8, !tbaa !14
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = srem i64 %15, %19
  %21 = trunc i64 %20 to i32
  store i32 %21, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %22 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %22, i32 0, i32 1
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !16
  %25 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %25, i32 0, i32 0
  %27 = load i32, ptr %26, align 8, !tbaa !14
  %28 = sdiv i32 %27, 2
  %29 = icmp sge i32 %24, %28
  br i1 %29, label %30, label %32

30:                                               ; preds = %2
  %31 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @rehash(ptr noundef %31)
  br label %32

32:                                               ; preds = %30, %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  %33 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %33, i32 0, i32 2
  %35 = load ptr, ptr %34, align 8, !tbaa !17
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !15
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %35, i64 %37
  store ptr %38, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %39

39:                                               ; preds = %62, %32
  %40 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %40, i32 0, i32 0
  %42 = load i64, ptr %41, align 8, !tbaa !18
  %43 = icmp sge i64 %42, 0
  br i1 %43, label %44, label %60

44:                                               ; preds = %39
  %45 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %46 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %45, i32 0, i32 1
  %47 = load ptr, ptr %46, align 8, !tbaa !20
  %48 = icmp ne ptr %47, null
  br i1 %48, label %49, label %60

49:                                               ; preds = %44
  %50 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %51 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %51, i32 0, i32 2
  %53 = load ptr, ptr %52, align 8, !tbaa !17
  %54 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %55 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %54, i32 0, i32 0
  %56 = load i32, ptr %55, align 8, !tbaa !14
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %53, i64 %57
  %59 = icmp ult ptr %50, %58
  br label %60

60:                                               ; preds = %49, %44, %39
  %61 = phi i1 [ false, %44 ], [ false, %39 ], [ %59, %49 ]
  br i1 %61, label %62, label %65

62:                                               ; preds = %60
  %63 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %64 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %63, i32 1
  store ptr %64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %39, !llvm.loop !21

65:                                               ; preds = %60
  %66 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %67 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %68 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %67, i32 0, i32 2
  %69 = load ptr, ptr %68, align 8, !tbaa !17
  %70 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %71 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %70, i32 0, i32 0
  %72 = load i32, ptr %71, align 8, !tbaa !14
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %69, i64 %73
  %75 = icmp uge ptr %66, %74
  br i1 %75, label %76, label %77

76:                                               ; preds = %65
  store i32 -1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %89

77:                                               ; preds = %65
  %78 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !12
  %79 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %80 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %79, i32 0, i32 0
  store i64 %78, ptr %80, align 8, !tbaa !18
  %81 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %82 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %83 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %82, i32 0, i32 1
  store ptr %81, ptr %83, align 8, !tbaa !20
  %84 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %85 = getelementptr inbounds %struct.Hashset, ptr %84, i32 0, i32 1
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !16
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %85, align 4, !tbaa !16
  br label %88

88:                                               ; preds = %77
  store i32 0, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %9, align 4
  br label %89

89:                                               ; preds = %88, %76
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %90 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %90
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden void @rehash(ptr noundef) #0

; 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, !6, i64 16}
!10 = !{!"", !11, i64 0, !11, i64 4, !6, i64 8, !6, i64 16}
!11 = !{!"int", !7, i64 0}
!12 = !{!13, !13, i64 0}
!13 = !{!"long", !7, i64 0}
!14 = !{!10, !11, i64 0}
!15 = !{!11, !11, i64 0}
!16 = !{!10, !11, i64 4}
!17 = !{!10, !6, i64 8}
!18 = !{!19, !13, i64 0}
!19 = !{!"", !13, i64 0, !6, i64 8}
!20 = !{!19, !6, i64 8}
!21 = distinct !{!21, !22}
!22 = !{!"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"

%struct.hashpair = type { i64, ptr }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local range(i32 -1, 1) i32 @hs_add(ptr noundef %0, ptr noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 16
  %4 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %5 = tail call i64 %4(ptr noundef %1) #1
  %6 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !11
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = srem i64 %5, %7
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  %11 = sdiv i32 %6, 2
  %.not = icmp slt i32 %10, %11
  br i1 %.not, label %13, label %12

12:                                               ; preds = %2
  tail call void @rehash(ptr noundef nonnull %0)
  br label %13

13:                                               ; preds = %12, %2
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %15 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !13
  %16 = shl nsw i64 %8, 4
  %17 = getelementptr inbounds i8, ptr %15, i64 %16
  %18 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !14
  %19 = icmp sgt i64 %18, -1
  br i1 %19, label %.lr.ph, label %.critedge

.lr.ph:                                           ; preds = %13, %27
  %.026 = phi ptr [ %28, %27 ], [ %17, %13 ]
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %.026, i64 8
  %21 = load ptr, ptr %20, align 8, !tbaa !17
  %.not24 = icmp eq ptr %21, null
  br i1 %.not24, label %.critedge, label %22

22:                                               ; preds = %.lr.ph
  %23 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !11
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %15, i64 %24
  %26 = icmp ult ptr %.026, %25
  br i1 %26, label %27, label %.critedge

27:                                               ; preds = %22
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %.026, i64 16
  %29 = load i64, ptr %28, align 8, !tbaa !14
  %30 = icmp sgt i64 %29, -1
  br i1 %30, label %.lr.ph, label %.critedge, !llvm.loop !18

.critedge:                                        ; preds = %22, %27, %.lr.ph, %13
  %.0.lcssa = phi ptr [ %17, %13 ], [ %.026, %.lr.ph ], [ %28, %27 ], [ %.026, %22 ]
  %31 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !11
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds %struct.hashpair, ptr %15, i64 %32
  %.not25 = icmp ult ptr %.0.lcssa, %33
  br i1 %.not25, label %34, label %38

34:                                               ; preds = %.critedge
  store i64 %5, ptr %.0.lcssa, align 8, !tbaa !14
  %35 = getelementptr inbounds i8, ptr %.0.lcssa, i64 8
  store ptr %1, ptr %35, align 8, !tbaa !17
  %36 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  %37 = add nsw i32 %36, 1
  store i32 %37, ptr %9, align 4, !tbaa !12
  br label %38

38:                                               ; preds = %.critedge, %34
  %.023 = phi i32 [ 0, %34 ], [ -1, %.critedge ]
  ret i32 %.023
}

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare hidden void @rehash(ptr noundef) local_unnamed_addr #0

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 = { 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, !10, i64 16}
!6 = !{!"", !7, i64 0, !7, i64 4, !10, i64 8, !10, i64 16}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !7, i64 0}
!12 = !{!6, !7, i64 4}
!13 = !{!6, !10, i64 8}
!14 = !{!15, !16, i64 0}
!15 = !{!"", !16, i64 0, !10, i64 8}
!16 = !{!"long", !8, i64 0}
!17 = !{!15, !10, i64 8}
!18 = distinct !{!18, !19}
!19 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass