; LLVM IR from vladpolisuk/algorithms :: Sorting/Comb Sort/code.ll (Z9comb_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 @_Z9comb_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 i16, align 2
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = 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
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = sitofp i32 %9 to double
  %11 = fdiv double %10, 1.247000e+00
  %12 = fptosi double %11 to i32
  store i32 %12, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 2, ptr %6) #2
  store i16 0, ptr %6, align 2, !tbaa !11
  br label %13

13:                                               ; preds = %80, %2
  %14 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sgt i32 %14, 1
  br i1 %15, label %20, label %16

16:                                               ; preds = %13
  %17 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !11
  %18 = sext i16 %17 to i32
  %19 = icmp sgt i32 %18, 0
  br label %20

20:                                               ; preds = %16, %13
  %21 = phi i1 [ true, %13 ], [ %19, %16 ]
  br i1 %21, label %22, label %81

22:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i16 0, ptr %6, align 2, !tbaa !11
  br label %23

23:                                               ; preds = %69, %22
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %26 = add nsw i32 %24, %25
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp slt i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %72

29:                                               ; preds = %23
  %30 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %37 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %38 = add nsw i32 %36, %37
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  %42 = icmp sgt i32 %34, %41
  br i1 %42, label %43, label %69

43:                                               ; preds = %29
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %44 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  store i32 %48, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %49 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %50, %51
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %49, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  store i32 %55, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %63 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %62, %63
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %65
  store i32 %60, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %67 = load i16, ptr %6, align 2, !tbaa !11
  %68 = add i16 %67, 1
  store i16 %68, ptr %6, align 2, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %69

69:                                               ; preds = %43, %29
  %70 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %23, !llvm.loop !13

72:                                               ; preds = %23
  %73 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %74 = icmp sgt i32 %73, 1
  br i1 %74, label %75, label %80

75:                                               ; preds = %72
  %76 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %77 = sitofp i32 %76 to double
  %78 = fdiv double %77, 1.247000e+00
  %79 = fptosi double %78 to i32
  store i32 %79, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %80

80:                                               ; preds = %75, %72
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %13, !llvm.loop !15

81:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 2, 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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"short", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}


; 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 @_Z9comb_sortPii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = sitofp i32 %1 to double
  %4 = fdiv double %3, 1.247000e+00
  %5 = fptosi double %4 to i32
  %6 = icmp sgt i32 %5, 1
  br i1 %6, label %.preheader, label %._crit_edge34

.preheader:                                       ; preds = %2, %._crit_edge
  %7 = phi i1 [ %34, %._crit_edge ], [ true, %2 ]
  %.033 = phi i32 [ %.1, %._crit_edge ], [ %5, %2 ]
  %8 = icmp slt i32 %.033, %1
  br i1 %8, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %9 = sext i32 %.033 to i64
  %10 = sub i32 %1, %.033
  %wide.trip.count = zext i32 %10 to i64
  %invariant.gep = getelementptr i32, ptr %0, i64 %9
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %11 = icmp eq i32 %10, 1
  br i1 %11, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 4294967294
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %24, %.lr.ph.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %24 ]
  %.12731 = phi i16 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.2.1, %24 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %24 ]
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv
  %14 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %15 = icmp sgt i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %.lr.ph.1

16:                                               ; preds = %.lr.ph
  store i32 %14, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  store i32 %13, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %17 = add i16 %.12731, 1
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %16, %.lr.ph
  %.2 = phi i16 [ %17, %16 ], [ %.12731, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %gep.1 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.next
  %20 = load i32, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %19, %20
  br i1 %21, label %22, label %24

22:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  store i32 %20, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  store i32 %19, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !5
  %23 = add i16 %.2, 1
  br label %24

24:                                               ; preds = %22, %.lr.ph.1
  %.2.1 = phi i16 [ %23, %22 ], [ %.2, %.lr.ph.1 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge.loopexit.unr-lcssa:                   ; preds = %24, %.lr.ph.preheader
  %.2.lcssa.ph = phi i16 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %24 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %24 ]
  %.12731.unr = phi i16 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %24 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %gep.epil = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.unr
  %27 = load i32, ptr %gep.epil, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp sgt i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %._crit_edge

29:                                               ; preds = %.lr.ph.epil
  store i32 %27, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  store i32 %26, ptr %gep.epil, align 4, !tbaa !5
  %30 = add i16 %.12731.unr, 1
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa, %29, %.lr.ph.epil, %.preheader
  %.127.lcssa = phi i16 [ 0, %.preheader ], [ %.2.lcssa.ph, %._crit_edge.loopexit.unr-lcssa ], [ %30, %29 ], [ %.12731.unr, %.lr.ph.epil ]
  %31 = uitofp nneg i32 %.033 to double
  %32 = fdiv double %31, 1.247000e+00
  %33 = fptosi double %32 to i32
  %.1 = select i1 %7, i32 %33, i32 %.033
  %34 = icmp sgt i32 %.1, 1
  %35 = icmp sgt i16 %.127.lcssa, 0
  %36 = select i1 %34, i1 true, i1 %35
  br i1 %36, label %.preheader, label %._crit_edge34, !llvm.loop !11

._crit_edge34:                                    ; preds = %._crit_edge, %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 = !{!6, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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