; LLVM IR from ahampriyanshu/algo-ds-101 :: Algorithms/Searching/Interpolation-Search/IS.ll (Z19interpolationSearchPiiii)

; 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
define dso_local noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiiii(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
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca float, align 4
  %15 = 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) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #3
  br label %16

16:                                               ; preds = %94, %4
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %19 = icmp sle i32 %17, %18
  br i1 %19, label %20, label %36

20:                                               ; preds = %16
  %21 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %22 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  %27 = icmp sge i32 %21, %26
  br i1 %27, label %28, label %36

28:                                               ; preds = %20
  %29 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp sle i32 %29, %34
  br label %36

36:                                               ; preds = %28, %20, %16
  %37 = phi i1 [ false, %20 ], [ false, %16 ], [ %35, %28 ]
  br i1 %37, label %38, label %95

38:                                               ; preds = %36
  %39 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %45 = sub nsw i32 %39, %44
  store i32 %45, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %46 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  %51 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = sub nsw i32 %50, %55
  store i32 %56, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %59 = sdiv i32 %57, %58
  %60 = sitofp i32 %59 to float
  store float %60, ptr %14, align 4, !tbaa !11
  %61 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %62 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %63 = sub nsw i32 %61, %62
  store i32 %63, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %65 = sitofp i32 %64 to float
  %66 = load float, ptr %14, align 4, !tbaa !11
  %67 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %68 = sitofp i32 %67 to float
  %69 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %66, float %68, float %65)
  %70 = fptosi float %69 to i32
  store i32 %70, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %71 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %71, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %77 = icmp eq i32 %75, %76
  br i1 %77, label %78, label %80

78:                                               ; preds = %38
  %79 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  store i32 %79, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %15, align 4
  br label %96

80:                                               ; preds = %38
  %81 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds i32, ptr %81, i64 %83
  %85 = load i32, ptr %84, align 4, !tbaa !9
  %86 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %87 = icmp slt i32 %85, %86
  br i1 %87, label %88, label %91

88:                                               ; preds = %80
  %89 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %90 = add nsw i32 %89, 1
  store i32 %90, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %94

91:                                               ; preds = %80
  %92 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %93 = sub nsw i32 %92, 1
  store i32 %93, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %94

94:                                               ; preds = %91, %88
  br label %16, !llvm.loop !13

95:                                               ; preds = %36
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %15, align 4
  br label %96

96:                                               ; preds = %95, %78
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %97 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %97
}

; 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 speculatable willreturn memory(none)
declare float @llvm.fmuladd.f32(float, float, float) #2

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

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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #3 = { 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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"float", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z19interpolationSearchPiiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not40 = icmp sgt i32 %1, %2
  br i1 %.not40, label %.critedge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %26
  %.03142 = phi i32 [ %.1, %26 ], [ %1, %4 ]
  %.03241 = phi i32 [ %.133, %26 ], [ %2, %4 ]
  %5 = sext i32 %.03142 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %.not38 = icmp sgt i32 %7, %3
  br i1 %.not38, label %.critedge, label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph
  %9 = sext i32 %.03241 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %.not39 = icmp slt i32 %11, %3
  br i1 %.not39, label %.critedge, label %12

12:                                               ; preds = %8
  %13 = sub nsw i32 %3, %7
  %14 = sub nsw i32 %11, %7
  %15 = sdiv i32 %13, %14
  %16 = sitofp i32 %15 to float
  %17 = sub nsw i32 %.03241, %.03142
  %18 = sitofp i32 %.03142 to float
  %19 = sitofp i32 %17 to float
  %20 = tail call float @llvm.fmuladd.f32(float %16, float %19, float %18)
  %21 = fptosi float %20 to i32
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp eq i32 %24, %3
  br i1 %25, label %.critedge, label %26

26:                                               ; preds = %12
  %27 = icmp slt i32 %24, %3
  %28 = add nsw i32 %21, 1
  %29 = add nsw i32 %21, -1
  %.133 = select i1 %27, i32 %.03241, i32 %29
  %.1 = select i1 %27, i32 %28, i32 %.03142
  %.not = icmp sgt i32 %.1, %.133
  br i1 %.not, label %.critedge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

.critedge:                                        ; preds = %12, %.lr.ph, %26, %8, %4
  %.0 = phi i32 [ -1, %4 ], [ -1, %8 ], [ -1, %26 ], [ -1, %.lr.ph ], [ %21, %12 ]
  ret i32 %.0
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare float @llvm.fmuladd.f32(float, float, float) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn 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" }
attributes #1 = { mustprogress nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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"}


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