; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Sorting Algorithms/Jump 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 @jump_sort(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %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
  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) #3
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %12 = sitofp i32 %11 to double
  %13 = call double @sqrt(double noundef %12) #3
  %14 = fptosi double %13 to i32
  store i32 %14, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %48, %2
  %16 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %18 = sub nsw i32 %17, 1
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %16, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !9
  %22 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %24 = sub nsw i32 %23, 1
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp slt i32 %21, %27
  br i1 %28, label %29, label %33

29:                                               ; preds = %15
  %30 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp slt i32 %30, %31
  br label %33

33:                                               ; preds = %29, %15
  %34 = phi i1 [ false, %15 ], [ %32, %29 ]
  br i1 %34, label %35, label %49

35:                                               ; preds = %33
  %36 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %36, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %37 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %38 = sitofp i32 %37 to double
  %39 = call double @sqrt(double noundef %38) #3
  %40 = fptosi double %39 to i32
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = add nsw i32 %41, %40
  store i32 %42, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %45 = icmp sgt i32 %43, %44
  br i1 %45, label %46, label %48

46:                                               ; preds = %35
  %47 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  store i32 %47, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %48

48:                                               ; preds = %46, %35
  br label %15, !llvm.loop !11

49:                                               ; preds = %33
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  %50 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %50, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %51

51:                                               ; preds = %103, %49
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %54 = icmp slt i32 %52, %53
  br i1 %54, label %56, label %55

55:                                               ; preds = %51
  store i32 4, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  br label %106

56:                                               ; preds = %51
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %57, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %58

58:                                               ; preds = %99, %56
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %60 = icmp sgt i32 %59, 0
  br i1 %60, label %61, label %74

61:                                               ; preds = %58
  %62 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %62, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !9
  %67 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %69 = sub nsw i32 %68, 1
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %67, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %71, align 4, !tbaa !9
  %73 = icmp slt i32 %66, %72
  br label %74

74:                                               ; preds = %61, %58
  %75 = phi i1 [ false, %58 ], [ %73, %61 ]
  br i1 %75, label %77, label %76

76:                                               ; preds = %74
  store i32 7, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  br label %102

77:                                               ; preds = %74
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %78 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !9
  store i32 %82, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %83 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %85 = sub nsw i32 %84, 1
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %89 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds i32, ptr %89, i64 %91
  store i32 %88, ptr %92, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %94 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %96 = sub nsw i32 %95, 1
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %97
  store i32 %93, ptr %98, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %99

99:                                               ; preds = %77
  %100 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %101 = add nsw i32 %100, -1
  store i32 %101, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %58, !llvm.loop !13

102:                                              ; preds = %76
  br label %103

103:                                              ; preds = %102
  %104 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %105 = add nsw i32 %104, 1
  store i32 %105, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %51, !llvm.loop !14

106:                                              ; preds = %55
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #3
  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: nounwind
declare double @sqrt(double noundef) #2

; 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 "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 #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"}
!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: nofree nounwind memory(write, argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @jump_sort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = sitofp i32 %1 to double
  %4 = tail call double @sqrt(double noundef %3) #3
  %5 = fptosi double %4 to i32
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %0, i64 -4
  %6 = sext i32 %1 to i64
  %7 = getelementptr i32, ptr %0, i64 %6
  %8 = getelementptr i8, ptr %7, i64 -4
  %9 = sext i32 %5 to i64
  %gep40 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %9
  %10 = load i32, ptr %gep40, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %10, %11
  %13 = icmp slt i32 %5, %1
  %14 = and i1 %13, %12
  br i1 %14, label %.lr.ph, label %.preheader39

.preheader39:                                     ; preds = %.lr.ph, %2
  %.034.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.041, %.lr.ph ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %5, %2 ], [ %spec.select, %.lr.ph ]
  %15 = icmp slt i32 %.034.lcssa, %.0.lcssa
  br i1 %15, label %.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %2, %.lr.ph
  %.041 = phi i32 [ %spec.select, %.lr.ph ], [ %5, %2 ]
  %16 = tail call double @sqrt(double noundef %3) #3
  %17 = fptosi double %16 to i32
  %18 = add nsw i32 %.041, %17
  %spec.select = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %18, i32 %1)
  %19 = sext i32 %spec.select to i64
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %19
  %20 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %22 = icmp slt i32 %20, %21
  %23 = icmp slt i32 %18, %1
  %24 = and i1 %23, %22
  br i1 %24, label %.lr.ph, label %.preheader39, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.preheader39, %.critedge
  %.03346 = phi i32 [ %32, %.critedge ], [ %.034.lcssa, %.preheader39 ]
  %25 = icmp sgt i32 %.03346, 0
  br i1 %25, label %.lr.ph44, label %.critedge

._crit_edge:                                      ; preds = %.critedge, %.preheader39
  ret void

.lr.ph44:                                         ; preds = %.preheader, %33
  %.03243 = phi i32 [ %34, %33 ], [ %.03346, %.preheader ]
  %26 = zext nneg i32 %.03243 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = getelementptr i8, ptr %27, i64 -4
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp slt i32 %28, %30
  br i1 %31, label %33, label %.critedge

.critedge:                                        ; preds = %.lr.ph44, %33, %.preheader
  %32 = add nsw i32 %.03346, 1
  %exitcond.not = icmp eq i32 %32, %.0.lcssa
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.preheader, !llvm.loop !11

33:                                               ; preds = %.lr.ph44
  store i32 %30, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  store i32 %28, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %34 = add nsw i32 %.03243, -1
  %35 = icmp sgt i32 %.03243, 1
  br i1 %35, label %.lr.ph44, label %.critedge, !llvm.loop !12
}

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn memory(write)
declare double @sqrt(double noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #2

attributes #0 = { nofree nounwind memory(write, 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" }
attributes #1 = { mustprogress nofree nounwind willreturn memory(write) "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 speculatable willreturn memory(none) }
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 = !{!"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}
!12 = distinct !{!12, !10}


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