; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Sorting Algorithms/Intro Sort (Program)

; 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, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %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 %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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = add nsw i32 %12, 1
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %79, %4
  %15 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp sle i32 %15, %16
  br i1 %17, label %19, label %18

18:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %82

19:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %20 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %22 = sext i32 %21 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %20, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !9
  store i32 %24, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = sub nsw i32 %25, 1
  store i32 %26, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %27

27:                                               ; preds = %59, %19
  %28 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %30 = icmp sge i32 %28, %29
  br i1 %30, label %31, label %57

31:                                               ; preds = %27
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp eq i32 %32, -1
  br i1 %33, label %34, label %42

34:                                               ; preds = %31
  %35 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %41 = icmp slt i32 %39, %40
  br i1 %41, label %55, label %42

42:                                               ; preds = %34, %31
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = icmp eq i32 %43, 1
  br i1 %44, label %45, label %53

45:                                               ; preds = %42
  %46 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %11, 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 i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %52 = icmp sgt i32 %50, %51
  br label %53

53:                                               ; preds = %45, %42
  %54 = phi i1 [ false, %42 ], [ %52, %45 ]
  br label %55

55:                                               ; preds = %53, %34
  %56 = phi i1 [ true, %34 ], [ %54, %53 ]
  br label %57

57:                                               ; preds = %55, %27
  %58 = phi i1 [ false, %27 ], [ %56, %55 ]
  br i1 %58, label %59, label %72

59:                                               ; preds = %57
  %60 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds i32, ptr %60, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %65, i64 %68
  store i32 %64, ptr %69, align 4, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, -1
  store i32 %71, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %27, !llvm.loop !11

72:                                               ; preds = %57
  %73 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %74 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i32, ptr %74, i64 %77
  store i32 %73, ptr %78, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %79

79:                                               ; preds = %72
  %80 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %81 = add nsw i32 %80, 1
  store i32 %81, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %14, !llvm.loop !13

82:                                               ; preds = %18
  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, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 4
  %.not.not44 = icmp slt i32 %1, %2
  br i1 %.not.not44, label %.lr.ph47, label %._crit_edge

.lr.ph47:                                         ; preds = %4
  %5 = sext i32 %1 to i64
  switch i32 %3, label %.lr.ph47.split.preheader [
    i32 -1, label %.lr.ph47.split.us.preheader
    i32 1, label %.lr.ph47.split.us48.preheader
  ]

.lr.ph47.split.us48.preheader:                    ; preds = %.lr.ph47
  %6 = add i32 %1, -1
  %7 = add nsw i64 %5, 1
  %8 = add i32 %2, 1
  br label %.lr.ph47.split.us48

.lr.ph47.split.us.preheader:                      ; preds = %.lr.ph47
  %9 = add i32 %1, -1
  %10 = add nsw i64 %5, 1
  %11 = add i32 %2, 1
  br label %.lr.ph47.split.us

.lr.ph47.split.preheader:                         ; preds = %.lr.ph47
  %12 = add nsw i64 %5, 1
  %13 = add i32 %2, 1
  %14 = xor i32 %1, -1
  %15 = add i32 %14, %2
  %16 = zext i32 %15 to i64
  %17 = add nuw nsw i64 %16, 1
  %min.iters.check = icmp ult i32 %15, 7
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph47.split.preheader105, label %vector.ph

.lr.ph47.split.preheader105:                      ; preds = %middle.block, %.lr.ph47.split.preheader
  %indvars.iv84.ph = phi i64 [ %5, %.lr.ph47.split.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %indvars.iv82.ph = phi i64 [ %12, %.lr.ph47.split.preheader ], [ %ind.end101, %middle.block ]
  br label %.lr.ph47.split

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph47.split.preheader
  %n.vec = and i64 %17, 8589934584
  %ind.end = add nsw i64 %n.vec, %5
  %ind.end101 = add nsw i64 %12, %n.vec
  %18 = getelementptr i32, ptr %0, i64 %12
  %invariant.gep112 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %5
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %19 = getelementptr i32, ptr %18, i64 %index
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %wide.load104 = load <4 x i32>, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %gep113 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep112, i64 %index
  %21 = getelementptr i8, ptr %gep113, i64 16
  store <4 x i32> %wide.load, ptr %gep113, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %wide.load104, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %22 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %22, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %17, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %.lr.ph47.split.preheader105

.lr.ph47.split.us:                                ; preds = %.lr.ph47.split.us.preheader, %.critedge.us
  %indvars.iv75 = phi i64 [ %10, %.lr.ph47.split.us.preheader ], [ %indvars.iv.next76, %.critedge.us ]
  %indvars.iv70 = phi i64 [ %5, %.lr.ph47.split.us.preheader ], [ %indvars.iv.next71, %.critedge.us ]
  %indvars79 = trunc i64 %indvars.iv70 to i32
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv75
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %.not27.us = icmp slt i32 %indvars79, %1
  br i1 %.not27.us, label %.critedge.us, label %.lr.ph.us

.critedge.us.loopexit.split.loop.exit:            ; preds = %.lr.ph.us
  %25 = trunc nsw i64 %indvars.iv72 to i32
  br label %.critedge.us

.critedge.us:                                     ; preds = %.critedge2.us.us, %.critedge.us.loopexit.split.loop.exit, %.lr.ph47.split.us
  %.0.lcssa.us = phi i32 [ %indvars79, %.lr.ph47.split.us ], [ %25, %.critedge.us.loopexit.split.loop.exit ], [ %9, %.critedge2.us.us ]
  %26 = sext i32 %.0.lcssa.us to i64
  %gep.us = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %26
  store i32 %24, ptr %gep.us, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next76 = add nsw i64 %indvars.iv75, 1
  %indvars.iv.next71 = add nsw i64 %indvars.iv70, 1
  %lftr.wideiv80 = trunc i64 %indvars.iv.next76 to i32
  %exitcond81.not = icmp eq i32 %11, %lftr.wideiv80
  br i1 %exitcond81.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph47.split.us, !llvm.loop !13

.lr.ph.us:                                        ; preds = %.lr.ph47.split.us, %.critedge2.us.us
  %indvars.iv72 = phi i64 [ %indvars.iv.next73, %.critedge2.us.us ], [ %indvars.iv70, %.lr.ph47.split.us ]
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv72
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = icmp slt i32 %28, %24
  br i1 %29, label %.critedge2.us.us, label %.critedge.us.loopexit.split.loop.exit

.critedge2.us.us:                                 ; preds = %.lr.ph.us
  %30 = getelementptr i8, ptr %27, i64 4
  store i32 %28, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next73 = add nsw i64 %indvars.iv72, -1
  %.not.us.us.not = icmp sgt i64 %indvars.iv72, %5
  br i1 %.not.us.us.not, label %.lr.ph.us, label %.critedge.us, !llvm.loop !14

.lr.ph47.split.us48:                              ; preds = %.lr.ph47.split.us48.preheader, %.critedge.us52
  %indvars.iv65 = phi i64 [ %7, %.lr.ph47.split.us48.preheader ], [ %indvars.iv.next66, %.critedge.us52 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %5, %.lr.ph47.split.us48.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.critedge.us52 ]
  %indvars69 = trunc i64 %indvars.iv to i32
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv65
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %.not27.us51 = icmp slt i32 %indvars69, %1
  br i1 %.not27.us51, label %.critedge.us52, label %.lr.ph.us57

.critedge.us52.loopexit.split.loop.exit:          ; preds = %.lr.ph.us57
  %33 = trunc nsw i64 %indvars.iv62 to i32
  br label %.critedge.us52

.critedge.us52:                                   ; preds = %.critedge2.us38.us, %.critedge.us52.loopexit.split.loop.exit, %.lr.ph47.split.us48
  %.0.lcssa.us53 = phi i32 [ %indvars69, %.lr.ph47.split.us48 ], [ %33, %.critedge.us52.loopexit.split.loop.exit ], [ %6, %.critedge2.us38.us ]
  %34 = sext i32 %.0.lcssa.us53 to i64
  %gep.us54 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %34
  store i32 %32, ptr %gep.us54, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next66 = add nsw i64 %indvars.iv65, 1
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next66 to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %8, %lftr.wideiv
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph47.split.us48, !llvm.loop !13

.lr.ph.us57:                                      ; preds = %.lr.ph47.split.us48, %.critedge2.us38.us
  %indvars.iv62 = phi i64 [ %indvars.iv.next63, %.critedge2.us38.us ], [ %indvars.iv, %.lr.ph47.split.us48 ]
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv62
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp sgt i32 %36, %32
  br i1 %37, label %.critedge2.us38.us, label %.critedge.us52.loopexit.split.loop.exit

.critedge2.us38.us:                               ; preds = %.lr.ph.us57
  %38 = getelementptr i8, ptr %35, i64 4
  store i32 %36, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next63 = add nsw i64 %indvars.iv62, -1
  %.not.us39.us.not = icmp sgt i64 %indvars.iv62, %5
  br i1 %.not.us39.us.not, label %.lr.ph.us57, label %.critedge.us52, !llvm.loop !14

._crit_edge:                                      ; preds = %.critedge.us52, %.critedge.us, %.lr.ph47.split, %middle.block, %4
  ret void

.lr.ph47.split:                                   ; preds = %.lr.ph47.split.preheader105, %.lr.ph47.split
  %indvars.iv84 = phi i64 [ %indvars.iv.next85, %.lr.ph47.split ], [ %indvars.iv84.ph, %.lr.ph47.split.preheader105 ]
  %indvars.iv82 = phi i64 [ %indvars.iv.next83, %.lr.ph47.split ], [ %indvars.iv82.ph, %.lr.ph47.split.preheader105 ]
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv82
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv84
  store i32 %40, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next83 = add nsw i64 %indvars.iv82, 1
  %indvars.iv.next85 = add nsw i64 %indvars.iv84, 1
  %lftr.wideiv89 = trunc i64 %indvars.iv.next83 to i32
  %exitcond90.not = icmp eq i32 %13, %lftr.wideiv89
  br i1 %exitcond90.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph47.split, !llvm.loop !15
}

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, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10}
!15 = distinct !{!15, !10, !12, !11}


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