; LLVM IR from ahampriyanshu/algo-ds-101 :: Algorithms/Sorting/Comb_Sort (Comb_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 i32 @newGap(i32 noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @combsort(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i8, align 1
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = 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
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  store i32 %11, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %75, %2
  %13 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %14 = call i32 @newGap(i32 noundef %13)
  store i32 %14, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 1, ptr %6) #2
  store i8 0, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %62, %12
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %19 = sub nsw i32 %17, %18
  %20 = icmp slt i32 %16, %19
  br i1 %20, label %22, label %21

21:                                               ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %65

22:                                               ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %25 = add nsw i32 %23, %24
  store i32 %25, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %7, 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 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp sgt i32 %30, %35
  br i1 %36, label %37, label %61

37:                                               ; preds = %22
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %38 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %7, 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 %7, align 4, !tbaa !9
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %46 = add nsw i32 %44, %45
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !9
  %50 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %52
  store i32 %49, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  %54 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %55 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %56, %57
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %59
  store i32 %54, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  store i8 1, ptr %6, align 1, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %61

61:                                               ; preds = %37, %22
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %62

62:                                               ; preds = %61
  %63 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  store i32 %64, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %15, !llvm.loop !13

65:                                               ; preds = %21
  %66 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %67 = icmp eq i32 %66, 1
  br i1 %67, label %68, label %72

68:                                               ; preds = %65
  %69 = load i8, ptr %6, align 1, !tbaa !11, !range !15, !noundef !16
  %70 = trunc i8 %69 to i1
  br i1 %70, label %72, label %71

71:                                               ; preds = %68
  store i32 2, ptr %10, align 4
  br label %73

72:                                               ; preds = %68, %65
  store i32 0, ptr %10, align 4
  br label %73

73:                                               ; preds = %72, %71
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 1, ptr %6) #2
  %74 = load i32, ptr %10, align 4
  switch i32 %74, label %77 [
    i32 0, label %75
    i32 2, label %76
  ]

75:                                               ; preds = %73
  br label %12

76:                                               ; preds = %73
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret void

77:                                               ; preds = %73
  unreachable
}

; 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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"_Bool", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = !{i8 0, i8 2}
!16 = !{}


; 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 i32 @newGap(i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @combsort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  br label %3

3:                                                ; preds = %._crit_edge, %2
  %.025 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %4, %._crit_edge ]
  %4 = tail call i32 @newGap(i32 noundef %.025)
  %5 = sub nsw i32 %1, %4
  %6 = icmp sgt i32 %5, 0
  br i1 %6, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %7 = sext i32 %4 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %5 to i64
  %invariant.gep = getelementptr i32, ptr %0, i64 %7
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %8 = icmp eq i32 %5, 1
  br i1 %8, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483646
  br label %.lr.ph

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %25, %.lr.ph.preheader
  %.1.lcssa.ph = phi i1 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %.1.1, %25 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %25 ]
  %.02633.unr = phi i1 [ false, %.lr.ph.preheader ], [ %.1.1, %25 ]
  %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
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %gep.epil = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.unr
  %11 = load i32, ptr %gep.epil, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp sgt i32 %10, %11
  br i1 %12, label %13, label %._crit_edge

13:                                               ; preds = %.lr.ph.epil
  store i32 %11, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  store i32 %10, ptr %gep.epil, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %13, %.lr.ph.epil, %3
  %.026.lcssa = phi i1 [ false, %3 ], [ %.1.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ true, %13 ], [ %.02633.unr, %.lr.ph.epil ]
  %14 = icmp ne i32 %4, 1
  %brmerge = select i1 %14, i1 true, i1 %.026.lcssa
  br i1 %brmerge, label %3, label %26

.lr.ph:                                           ; preds = %25, %.lr.ph.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %25 ]
  %.02633 = phi i1 [ false, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.1.1, %25 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %25 ]
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv
  %17 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp sgt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %.lr.ph.1

19:                                               ; preds = %.lr.ph
  store i32 %17, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  store i32 %16, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %19, %.lr.ph
  %.1 = phi i1 [ true, %19 ], [ %.02633, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %gep.1 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.next
  %22 = load i32, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp sgt i32 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %25

24:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  store i32 %22, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  store i32 %21, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !5
  br label %25

25:                                               ; preds = %24, %.lr.ph.1
  %.1.1 = phi i1 [ true, %24 ], [ %.1, %.lr.ph.1 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %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 !9

26:                                               ; preds = %._crit_edge
  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"}


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