; LLVM IR from vladpolisuk/algorithms :: Sorting/Cocktail Sort/code.ll (Z13cocktail_sortPii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z13cocktail_sortPii(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %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
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = 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
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  store i32 %13, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %14, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %114, %2
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %116

19:                                               ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %20, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %21

21:                                               ; preds = %63, %19
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %24 = icmp slt i32 %22, %23
  br i1 %24, label %26, label %25

25:                                               ; preds = %21
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %66

26:                                               ; preds = %21
  %27 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %34 = add nsw i32 %33, 1
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  %38 = icmp sgt i32 %31, %37
  br i1 %38, label %39, label %62

39:                                               ; preds = %26
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %40 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %8, 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
  store i32 %44, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %45 = load ptr, ptr %3, 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
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  %51 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 %53
  store i32 %50, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %56 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %59
  store i32 %55, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %61, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %62

62:                                               ; preds = %39, %26
  br label %63

63:                                               ; preds = %62
  %64 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %21, !llvm.loop !11

66:                                               ; preds = %25
  %67 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %67, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %68 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %68, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %69

69:                                               ; preds = %111, %66
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %71 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %72 = icmp sgt i32 %70, %71
  br i1 %72, label %74, label %73

73:                                               ; preds = %69
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %114

74:                                               ; preds = %69
  %75 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %77
  %79 = load i32, ptr %78, align 4, !tbaa !9
  %80 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %82 = sub nsw i32 %81, 1
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds i32, ptr %80, i64 %83
  %85 = load i32, ptr %84, align 4, !tbaa !9
  %86 = icmp slt i32 %79, %85
  br i1 %86, label %87, label %110

87:                                               ; preds = %74
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %88 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  %92 = load i32, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  store i32 %92, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %93 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %95 = sub nsw i32 %94, 1
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %93, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !9
  %99 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds i32, ptr %99, i64 %101
  store i32 %98, ptr %102, align 4, !tbaa !9
  %103 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %104 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %106 = sub nsw i32 %105, 1
  %107 = sext i32 %106 to i64
  %108 = getelementptr inbounds i32, ptr %104, i64 %107
  store i32 %103, ptr %108, align 4, !tbaa !9
  %109 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %109, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %110

110:                                              ; preds = %87, %74
  br label %111

111:                                              ; preds = %110
  %112 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %113 = add nsw i32 %112, -1
  store i32 %113, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %69, !llvm.loop !13

114:                                              ; preds = %73
  %115 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %115, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %15, !llvm.loop !14

116:                                              ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret void
}

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

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z13cocktail_sortPii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %3, label %.preheader49.preheader, label %._crit_edge

.preheader49.preheader:                           ; preds = %2
  %4 = add nsw i32 %1, -1
  br label %.preheader49

.loopexit:                                        ; preds = %44, %.lr.ph.prol.loopexit
  %.4.lcssa = phi i32 [ %.2, %.lr.ph.prol.loopexit ], [ %.4.1, %44 ]
  %5 = icmp slt i32 %.4.lcssa, %.2
  br i1 %5, label %.preheader49, label %._crit_edge, !llvm.loop !5

.preheader49:                                     ; preds = %.preheader49.preheader, %.loopexit
  %.056 = phi i32 [ %.4.lcssa, %.loopexit ], [ 0, %.preheader49.preheader ]
  %.04255 = phi i32 [ %.2, %.loopexit ], [ %4, %.preheader49.preheader ]
  %.04454 = phi i32 [ %.4.lcssa, %.loopexit ], [ %4, %.preheader49.preheader ]
  %6 = sext i32 %.056 to i64
  %7 = sext i32 %.04255 to i64
  %.phi.trans.insert = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %6
  %.pre = load i32, ptr %.phi.trans.insert, align 4, !tbaa !7
  br label %19

.preheader:                                       ; preds = %27
  %8 = icmp sgt i32 %.2, %.056
  br i1 %8, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %9 = sext i32 %.2 to i64
  %10 = sub nsw i64 %9, %6
  %xtraiter = and i64 %10, 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
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !7
  %13 = getelementptr i8, ptr %11, i64 -4
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !7
  %15 = icmp slt i32 %12, %14
  br i1 %15, label %16, label %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa

16:                                               ; preds = %.lr.ph.prol
  store i32 %14, ptr %11, align 4, !tbaa !7
  store i32 %12, ptr %13, align 4, !tbaa !7
  br label %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa

.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %16, %.lr.ph.prol
  %indvars.iv.next59.prol = add nsw i64 %9, -1
  br label %.lr.ph.prol.loopexit

.lr.ph.prol.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv58.unr = phi i64 [ %9, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next59.prol, %.lr.ph.prol.loopexit.unr-lcssa ]
  %17 = add nsw i64 %9, -1
  %18 = icmp eq i64 %17, %6
  br i1 %18, label %.loopexit, label %.lr.ph

19:                                               ; preds = %.preheader49, %27
  %20 = phi i32 [ %.pre, %.preheader49 ], [ %28, %27 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %6, %.preheader49 ], [ %indvars.iv.next, %27 ]
  %.150 = phi i32 [ %.04454, %.preheader49 ], [ %.2, %27 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !7
  %23 = icmp sgt i32 %20, %22
  br i1 %23, label %24, label %27

24:                                               ; preds = %19
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  store i32 %22, ptr %25, align 4, !tbaa !7
  store i32 %20, ptr %21, align 4, !tbaa !7
  %26 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %27

27:                                               ; preds = %19, %24
  %28 = phi i32 [ %20, %24 ], [ %22, %19 ]
  %.2 = phi i32 [ %26, %24 ], [ %.150, %19 ]
  %29 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %7
  br i1 %29, label %19, label %.preheader, !llvm.loop !11

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.prol.loopexit, %44
  %indvars.iv58 = phi i64 [ %indvars.iv.next59.1, %44 ], [ %indvars.iv58.unr, %.lr.ph.prol.loopexit ]
  %.352 = phi i32 [ %.4.1, %44 ], [ %.2, %.lr.ph.prol.loopexit ]
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv58
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !7
  %32 = getelementptr i8, ptr %30, i64 -4
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !7
  %34 = icmp slt i32 %31, %33
  br i1 %34, label %35, label %.lr.ph.1

35:                                               ; preds = %.lr.ph
  store i32 %33, ptr %30, align 4, !tbaa !7
  store i32 %31, ptr %32, align 4, !tbaa !7
  %36 = trunc nsw i64 %indvars.iv58 to i32
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %35
  %.4 = phi i32 [ %36, %35 ], [ %.352, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next59 = add nsw i64 %indvars.iv58, -1
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next59
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !7
  %39 = getelementptr i8, ptr %37, i64 -4
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !7
  %41 = icmp slt i32 %38, %40
  br i1 %41, label %42, label %44

42:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  store i32 %40, ptr %37, align 4, !tbaa !7
  store i32 %38, ptr %39, align 4, !tbaa !7
  %43 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next59 to i32
  br label %44

44:                                               ; preds = %42, %.lr.ph.1
  %.4.1 = phi i32 [ %43, %42 ], [ %.4, %.lr.ph.1 ]
  %indvars.iv.next59.1 = add nsw i64 %indvars.iv58, -2
  %45 = icmp sgt i64 %indvars.iv.next59.1, %6
  br i1 %45, label %.lr.ph, label %.loopexit, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %.loopexit, %.preheader, %2
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress 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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = !{!8, !8, i64 0}
!8 = !{!"int", !9, i64 0}
!9 = !{!"omnipotent char", !10, i64 0}
!10 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!11 = distinct !{!11, !6}
!12 = distinct !{!12, !6}


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