; LLVM IR from chirag-singhal/Coding-Interview-101 :: Miscellaneous/Labs/Lab7 (complete)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @partition(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #1

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

30:                                               ; preds = %83, %4
  %31 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp sge i32 %31, 0
  br i1 %32, label %33, label %84

33:                                               ; preds = %30
  %34 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %35 = add nsw i32 %34, -1
  store i32 %35, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %36 = sext i32 %34 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !9
  store i32 %38, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %40 = add nsw i32 %39, -1
  store i32 %40, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %41 = sext i32 %39 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  store i32 %43, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %44 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %47 = call i32 @partition(ptr noundef %44, i32 noundef %45, i32 noundef %46)
  store i32 %47, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %50 = sub nsw i32 %48, %49
  %51 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %52 = icmp sgt i32 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %65

53:                                               ; preds = %33
  %54 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, 1
  store i32 %56, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %57
  store i32 %54, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %60 = sub nsw i32 %59, 1
  %61 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %63
  store i32 %60, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  br label %65

65:                                               ; preds = %53, %33
  %66 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %67 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %68 = sub nsw i32 %66, %67
  %69 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %70 = icmp sgt i32 %68, %69
  br i1 %70, label %71, label %83

71:                                               ; preds = %65
  %72 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  %74 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %76
  store i32 %73, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %79 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %81
  store i32 %78, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  br label %83

83:                                               ; preds = %71, %65
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  br label %30, !llvm.loop !11

84:                                               ; preds = %30
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %85 = load ptr, ptr %9, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %85)
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"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: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @partition(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @quickSort(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %reass.sub = sub i32 %2, %1
  %5 = add i32 %reass.sub, 1
  %6 = zext i32 %5 to i64
  %7 = alloca i32, i64 %6, align 16
  store i32 %1, ptr %7, align 16, !tbaa !5
  %8 = getelementptr i8, ptr %7, i64 4
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %9

9:                                                ; preds = %4, %30
  %.026 = phi i32 [ 1, %4 ], [ %.2, %30 ]
  %10 = zext nneg i32 %.026 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = add nsw i32 %.026, -2
  %14 = getelementptr i8, ptr %11, i64 -4
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = tail call i32 @partition(ptr noundef %0, i32 noundef %15, i32 noundef %12)
  %17 = sub nsw i32 %16, %15
  %18 = icmp sgt i32 %17, %3
  br i1 %18, label %19, label %21

19:                                               ; preds = %9
  %20 = add nsw i32 %16, -1
  store i32 %20, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  br label %21

21:                                               ; preds = %19, %9
  %.1 = phi i32 [ %.026, %19 ], [ %13, %9 ]
  %22 = sub nsw i32 %12, %16
  %23 = icmp sgt i32 %22, %3
  br i1 %23, label %24, label %30

24:                                               ; preds = %21
  %25 = add nsw i32 %16, 1
  %26 = sext i32 %.1 to i64
  %gep = getelementptr i32, ptr %8, i64 %26
  store i32 %25, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %27 = add nsw i32 %.1, 2
  %28 = zext nneg i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %28
  store i32 %12, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %24, %21
  %.2 = phi i32 [ %27, %24 ], [ %.1, %21 ]
  %31 = icmp sgt i32 %.2, -1
  br i1 %31, label %9, label %32, !llvm.loop !9

32:                                               ; preds = %30
  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: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferAlignmentPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LICMPass,LoopRotatePass,ReassociatePass,SROAPass,TailCallElimPass