; LLVM IR from vladpolisuk/algorithms :: Searching/Exponential Search/code.ll (Z10exp_searchPiii)

; 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 noundef i32 @_Z10exp_searchPiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #1 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %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
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = 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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %29, %3
  %15 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %17 = sub nsw i32 %16, 1
  %18 = icmp slt i32 %15, %17
  br i1 %18, label %19, label %27

19:                                               ; preds = %14
  %20 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %8, 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
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp slt i32 %24, %25
  br label %27

27:                                               ; preds = %19, %14
  %28 = phi i1 [ false, %14 ], [ %26, %19 ]
  br i1 %28, label %29, label %32

29:                                               ; preds = %27
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = mul nsw i32 %30, 2
  store i32 %31, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %14, !llvm.loop !11

32:                                               ; preds = %27
  %33 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %35 = sub nsw i32 %34, 1
  %36 = icmp sgt i32 %33, %35
  br i1 %36, label %37, label %40

37:                                               ; preds = %32
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %39 = sub nsw i32 %38, 1
  store i32 %39, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %40

40:                                               ; preds = %37, %32
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %41 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %42 = sdiv i32 %41, 2
  store i32 %42, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %43, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %44

44:                                               ; preds = %76, %40
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %46 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %47 = icmp sle i32 %45, %46
  br i1 %47, label %48, label %77

48:                                               ; preds = %44
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %51 = add nsw i32 %49, %50
  %52 = sdiv i32 %51, 2
  store i32 %52, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %53 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %53, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !9
  store i32 %57, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %60 = icmp eq i32 %58, %59
  br i1 %60, label %61, label %63

61:                                               ; preds = %48
  %62 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %62, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %74

63:                                               ; preds = %48
  %64 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %66 = icmp slt i32 %64, %65
  br i1 %66, label %67, label %70

67:                                               ; preds = %63
  %68 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %73

70:                                               ; preds = %63
  %71 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %72 = sub nsw i32 %71, 1
  store i32 %72, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %73

73:                                               ; preds = %70, %67
  store i32 0, ptr %13, align 4
  br label %74

74:                                               ; preds = %73, %61
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %75 = load i32, ptr %13, align 4
  switch i32 %75, label %78 [
    i32 0, label %76
  ]

76:                                               ; preds = %74
  br label %44, !llvm.loop !13

77:                                               ; preds = %44
  store i32 -1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %13, align 4
  br label %78

78:                                               ; preds = %77, %74
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %79 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %79
}

; 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 = 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z10exp_searchPiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add nsw i32 %1, -1
  %5 = icmp sgt i32 %1, 2
  br i1 %5, label %.lr.ph, label %.critedge

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %10
  %.02642 = phi i32 [ %11, %10 ], [ 1, %3 ]
  %6 = zext nneg i32 %.02642 to i64
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = icmp slt i32 %8, %2
  br i1 %9, label %10, label %.critedge

10:                                               ; preds = %.lr.ph
  %11 = shl nsw i32 %.02642, 1
  %12 = icmp slt i32 %11, %4
  br i1 %12, label %.lr.ph, label %.critedge, !llvm.loop !9

.critedge:                                        ; preds = %.lr.ph, %10, %3
  %.026.lcssa = phi i32 [ 1, %3 ], [ %11, %10 ], [ %.02642, %.lr.ph ]
  %.not = icmp slt i32 %.026.lcssa, %1
  %spec.select = select i1 %.not, i32 %.026.lcssa, i32 %4
  %.not3747 = icmp slt i32 %spec.select, 0
  br i1 %.not3747, label %.thread, label %.lr.ph50.preheader

.lr.ph50.preheader:                               ; preds = %.critedge
  %13 = lshr i32 %spec.select, 1
  br label %.lr.ph50

.lr.ph50:                                         ; preds = %.lr.ph50.preheader, %19
  %.02849 = phi i32 [ %.129, %19 ], [ %spec.select, %.lr.ph50.preheader ]
  %.03148 = phi i32 [ %.132, %19 ], [ %13, %.lr.ph50.preheader ]
  %14 = add nsw i32 %.02849, %.03148
  %15 = sdiv i32 %14, 2
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %.not38 = icmp eq i32 %18, %2
  br i1 %.not38, label %.thread, label %19

19:                                               ; preds = %.lr.ph50
  %20 = icmp slt i32 %18, %2
  %21 = add nsw i32 %15, 1
  %22 = add nsw i32 %15, -1
  %.132 = select i1 %20, i32 %21, i32 %.03148
  %.129 = select i1 %20, i32 %.02849, i32 %22
  %.not37 = icmp sgt i32 %.132, %.129
  br i1 %.not37, label %.thread, label %.lr.ph50

.thread:                                          ; preds = %19, %.lr.ph50, %.critedge
  %.2 = phi i32 [ -1, %.critedge ], [ %15, %.lr.ph50 ], [ -1, %19 ]
  ret i32 %.2
}

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"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass