; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 05. Searching/Search in nearly sorted array.ll (Z12BinarySearchPiiii)

; 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 uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z12BinarySearchPiiii(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
  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
  %12 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp sge i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %86

15:                                               ; preds = %4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = sub nsw i32 %17, %18
  %20 = sdiv i32 %19, 2
  %21 = add nsw i32 %16, %20
  store i32 %21, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %22 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %10, 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 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp eq i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %31

29:                                               ; preds = %15
  %30 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %30, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %85

31:                                               ; preds = %15
  %32 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %33 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %34 = icmp sgt i32 %32, %33
  br i1 %34, label %35, label %47

35:                                               ; preds = %31
  %36 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %37 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %38 = sub nsw i32 %37, 1
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %36, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %43 = icmp eq i32 %41, %42
  br i1 %43, label %44, label %47

44:                                               ; preds = %35
  %45 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %46 = sub nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %85

47:                                               ; preds = %35, %31
  %48 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %50 = icmp slt i32 %48, %49
  br i1 %50, label %51, label %63

51:                                               ; preds = %47
  %52 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %54 = add nsw i32 %53, 1
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %59 = icmp eq i32 %57, %58
  br i1 %59, label %60, label %63

60:                                               ; preds = %51
  %61 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %85

63:                                               ; preds = %51, %47
  %64 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %70 = icmp sgt i32 %68, %69
  br i1 %70, label %71, label %78

71:                                               ; preds = %63
  %72 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %75 = sub nsw i32 %74, 2
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %77 = call noundef i32 @_Z12BinarySearchPiiii(ptr noundef %72, i32 noundef %73, i32 noundef %75, i32 noundef %76)
  store i32 %77, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %85

78:                                               ; preds = %63
  %79 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %81 = add nsw i32 %80, 2
  %82 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %84 = call noundef i32 @_Z12BinarySearchPiiii(ptr noundef %79, i32 noundef %81, i32 noundef %82, i32 noundef %83)
  store i32 %84, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %85

85:                                               ; preds = %78, %71, %60, %44, %29
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %87

86:                                               ; preds = %4
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  br label %87

87:                                               ; preds = %86, %85
  %88 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %88
}

; 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 = { mustprogress 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}


; 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 @_Z12BinarySearchPiiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not4149 = icmp slt i32 %2, %1
  br i1 %.not4149, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %tailrecurse.outer
  %.tr38.ph51 = phi i32 [ %.tr3842, %tailrecurse.outer ], [ %2, %4 ]
  %.tr37.ph50 = phi i32 [ %32, %tailrecurse.outer ], [ %1, %4 ]
  br label %5

5:                                                ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr3842 = phi i32 [ %.tr38.ph51, %.lr.ph ], [ %31, %tailrecurse ]
  %6 = sub nsw i32 %.tr3842, %.tr37.ph50
  %7 = sdiv i32 %6, 2
  %8 = add nsw i32 %7, %.tr37.ph50
  %9 = sext i32 %8 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp eq i32 %11, %3
  br i1 %12, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %13

13:                                               ; preds = %5
  %14 = icmp sgt i32 %6, 1
  br i1 %14, label %15, label %21

15:                                               ; preds = %13
  %16 = add nsw i32 %8, -1
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = icmp eq i32 %19, %3
  br i1 %20, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %21

21:                                               ; preds = %15, %13
  %22 = icmp slt i32 %8, %.tr3842
  br i1 %22, label %23, label %29

23:                                               ; preds = %21
  %24 = add nsw i32 %8, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp eq i32 %27, %3
  br i1 %28, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %29

29:                                               ; preds = %23, %21
  %30 = icmp sgt i32 %11, %3
  br i1 %30, label %tailrecurse, label %tailrecurse.outer

tailrecurse:                                      ; preds = %29
  %31 = add nsw i32 %8, -2
  %.not = icmp slt i32 %31, %.tr37.ph50
  br i1 %.not, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %5

tailrecurse.outer:                                ; preds = %29
  %32 = add nsw i32 %8, 2
  %.not41 = icmp slt i32 %.tr3842, %32
  br i1 %.not41, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph

tailrecurse.outer._crit_edge:                     ; preds = %tailrecurse.outer, %23, %15, %5, %tailrecurse, %4
  %.1 = phi i32 [ -1, %4 ], [ -1, %tailrecurse ], [ %8, %5 ], [ %16, %15 ], [ %24, %23 ], [ -1, %tailrecurse.outer ]
  ret i32 %.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" }

!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"}


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