; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Searching Algorithms/Ternary Search (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 i32 @ternarySearch(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
  %12 = 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
  %13 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sge i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %87

16:                                               ; preds = %4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = sub nsw i32 %18, %19
  %21 = sdiv i32 %20, 3
  %22 = add nsw i32 %17, %21
  store i32 %22, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %26 = sub nsw i32 %24, %25
  %27 = sdiv i32 %26, 3
  %28 = sub nsw i32 %23, %27
  store i32 %28, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %29 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp eq i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %38

36:                                               ; preds = %16
  %37 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %37, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %86

38:                                               ; preds = %16
  %39 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %39, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %45 = icmp eq i32 %43, %44
  br i1 %45, label %46, label %48

46:                                               ; preds = %38
  %47 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %47, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %86

48:                                               ; preds = %38
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %50 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  %55 = icmp slt i32 %49, %54
  br i1 %55, label %56, label %63

56:                                               ; preds = %48
  %57 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %60 = sub nsw i32 %59, 1
  %61 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %62 = call i32 @ternarySearch(ptr noundef %57, i32 noundef %58, i32 noundef %60, i32 noundef %61)
  store i32 %62, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %86

63:                                               ; preds = %48
  %64 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %65 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds i32, ptr %65, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !9
  %70 = icmp sgt i32 %64, %69
  br i1 %70, label %71, label %78

71:                                               ; preds = %63
  %72 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  %75 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %77 = call i32 @ternarySearch(ptr noundef %72, i32 noundef %74, i32 noundef %75, i32 noundef %76)
  store i32 %77, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %86

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, 1
  %82 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %83 = sub nsw i32 %82, 1
  %84 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %85 = call i32 @ternarySearch(ptr noundef %79, i32 noundef %81, i32 noundef %83, i32 noundef %84)
  store i32 %85, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %86

86:                                               ; preds = %78, %71, %56, %46, %36
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %88

87:                                               ; preds = %4
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  br label %88

88:                                               ; preds = %87, %86
  %89 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %89
}

; 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}


; 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: read) uwtable
define dso_local i32 @ternarySearch(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not4551 = icmp slt i32 %2, %1
  br i1 %.not4551, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %tailrecurse.outer.backedge
  %.tr40.ph53 = phi i32 [ %.tr40.ph.be, %tailrecurse.outer.backedge ], [ %2, %4 ]
  %.tr39.ph52 = phi i32 [ %.tr39.ph.be, %tailrecurse.outer.backedge ], [ %1, %4 ]
  br label %5

5:                                                ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr4046 = phi i32 [ %.tr40.ph53, %.lr.ph ], [ %21, %tailrecurse ]
  %6 = sub nsw i32 %.tr4046, %.tr39.ph52
  %7 = sdiv i32 %6, 3
  %8 = add nsw i32 %7, %.tr39.ph52
  %9 = sub nsw i32 %.tr4046, %7
  %10 = sext i32 %8 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = icmp eq i32 %12, %3
  br i1 %13, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %14

14:                                               ; preds = %5
  %15 = sext i32 %9 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %18 = icmp eq i32 %17, %3
  br i1 %18, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %19

19:                                               ; preds = %14
  %20 = icmp sgt i32 %12, %3
  br i1 %20, label %tailrecurse, label %tailrecurse.outer.backedge

tailrecurse:                                      ; preds = %19
  %21 = add nsw i32 %8, -1
  %.not.not = icmp sgt i32 %6, 2
  br i1 %.not.not, label %5, label %tailrecurse.outer._crit_edge

tailrecurse.outer.backedge:                       ; preds = %19
  %22 = icmp slt i32 %17, %3
  %23 = add nsw i32 %9, -1
  %.tr39.ph.be.v = select i1 %22, i32 %9, i32 %8
  %.tr39.ph.be = add nsw i32 %.tr39.ph.be.v, 1
  %.tr40.ph.be = select i1 %22, i32 %.tr4046, i32 %23
  %.not45.not = icmp sgt i32 %.tr40.ph.be, %.tr39.ph.be.v
  br i1 %.not45.not, label %.lr.ph, label %tailrecurse.outer._crit_edge

tailrecurse.outer._crit_edge:                     ; preds = %tailrecurse.outer.backedge, %14, %5, %tailrecurse, %4
  %.1 = phi i32 [ -1, %4 ], [ -1, %tailrecurse ], [ %8, %5 ], [ %9, %14 ], [ -1, %tailrecurse.outer.backedge ]
  ret i32 %.1
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind 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/C++ TBAA"}


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