; LLVM IR from ahampriyanshu/algo-ds-101 :: Algorithms/Sorting/Tim_Sort (Tim_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
define dso_local void @insertionSort(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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %10 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %11 = add nsw i32 %10, 1
  store i32 %11, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %12

12:                                               ; preds = %57, %3
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sle i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %60

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %17, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  store i32 %21, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %23 = sub nsw i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %24

24:                                               ; preds = %38, %16
  %25 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp sgt i32 %29, %30
  br i1 %31, label %32, label %36

32:                                               ; preds = %24
  %33 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp sge i32 %33, %34
  br label %36

36:                                               ; preds = %32, %24
  %37 = phi i1 [ false, %24 ], [ %35, %32 ]
  br i1 %37, label %38, label %50

38:                                               ; preds = %36
  %39 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %41 = add nsw i32 %40, -1
  store i32 %41, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %40 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %39, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %45 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %47 = add nsw i32 %46, 1
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i64 %48
  store i32 %44, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  br label %24, !llvm.loop !11

50:                                               ; preds = %36
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %54 = add nsw i32 %53, 1
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %55
  store i32 %51, ptr %56, align 4, !tbaa !9
  br label %57

57:                                               ; preds = %50
  %58 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %59 = add nsw i32 %58, 1
  store i32 %59, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %12, !llvm.loop !13

60:                                               ; preds = %12
  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 void
}

; 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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !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: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @insertionSort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 4
  %.not.not21 = icmp slt i32 %1, %2
  br i1 %.not.not21, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %4 = sext i32 %1 to i64
  %wide.trip.count = sext i32 %2 to i64
  %5 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %4
  %xtraiter = and i64 %5, 1
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.lr.ph.prol.loopexit, label %.lr.ph.prol

.lr.ph.prol:                                      ; preds = %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv.next.prol = add nsw i64 %4, 1
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.prol
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %8

8:                                                ; preds = %8, %.lr.ph.prol
  %indvars.iv24.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next25.prol, %8 ], [ %4, %.lr.ph.prol ]
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv24.prol
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp sgt i32 %10, %7
  %12 = icmp sge i64 %indvars.iv24.prol, %4
  %13 = and i1 %12, %11
  %indvars.iv.next25.prol = add nsw i64 %indvars.iv24.prol, -1
  br i1 %13, label %8, label %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa, !llvm.loop !9

.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %8
  %gep.prol = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv24.prol
  store i32 %7, ptr %gep.prol, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.prol.loopexit

.lr.ph.prol.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ %4, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.prol, %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %14 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %15 = icmp eq i64 %14, %4
  br i1 %15, label %._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit, %32
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next.1, %32 ], [ %indvars.iv.unr, %.lr.ph.prol.loopexit ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  br label %18

18:                                               ; preds = %18, %.lr.ph
  %indvars.iv24 = phi i64 [ %indvars.iv.next25, %18 ], [ %indvars.iv, %.lr.ph ]
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv24
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %20, %17
  %22 = icmp sge i64 %indvars.iv24, %4
  %23 = and i1 %22, %21
  %indvars.iv.next25 = add nsw i64 %indvars.iv24, -1
  br i1 %23, label %18, label %.lr.ph.1, !llvm.loop !9

.lr.ph.1:                                         ; preds = %18
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv24
  store i32 %17, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next.1 = add nsw i64 %indvars.iv, 2
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next.1
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  br label %26

26:                                               ; preds = %26, %.lr.ph.1
  %indvars.iv24.1 = phi i64 [ %indvars.iv.next25.1, %26 ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph.1 ]
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv24.1
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp sgt i32 %28, %25
  %30 = icmp sge i64 %indvars.iv24.1, %4
  %31 = and i1 %30, %29
  %indvars.iv.next25.1 = add nsw i64 %indvars.iv24.1, -1
  br i1 %31, label %26, label %32, !llvm.loop !9

32:                                               ; preds = %26
  %gep.1 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv24.1
  store i32 %25, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !5
  %exitcond.not.1 = icmp eq i64 %indvars.iv.next.1, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.1, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit, %32, %3
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) 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}


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