; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 06. Sorting/cartesian_tree_sorting.ll (Z18buildCartesianTreePii)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
declare dso_local noundef ptr @_Z22buildCartesianTreeUtiliPiS_S_S_(i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef) #1

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef ptr @_Z18buildCartesianTreePii(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %13 = zext i32 %12 to i64
  %14 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %14, ptr %5, align 8
  %15 = alloca i32, i64 %13, align 16
  store i64 %13, ptr %6, align 8
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %17 = zext i32 %16 to i64
  %18 = alloca i32, i64 %17, align 16
  store i64 %17, ptr %7, align 8
  %19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %20 = zext i32 %19 to i64
  %21 = alloca i32, i64 %20, align 16
  store i64 %20, ptr %8, align 8
  %22 = mul nuw i64 4, %13
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 16 %15, i8 -1, i64 %22, i1 false)
  %23 = mul nuw i64 4, %17
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 16 %18, i8 -1, i64 %23, i1 false)
  %24 = mul nuw i64 4, %20
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr align 16 %21, i8 -1, i64 %24, i1 false)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #4
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #4
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %25

25:                                               ; preds = %125, %2
  %26 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %27 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %28 = sub nsw i32 %27, 1
  %29 = icmp sle i32 %26, %28
  br i1 %29, label %31, label %30

30:                                               ; preds = %25
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #4
  br label %128

31:                                               ; preds = %25
  %32 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %33 = sub nsw i32 %32, 1
  store i32 %33, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %35
  store i32 -1, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  br label %37

37:                                               ; preds = %55, %31
  %38 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !9
  %48 = icmp sge i32 %42, %47
  br i1 %48, label %49, label %53

49:                                               ; preds = %37
  %50 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = icmp ne i32 %50, %51
  br label %53

53:                                               ; preds = %49, %37
  %54 = phi i1 [ false, %37 ], [ %52, %49 ]
  br i1 %54, label %55, label %60

55:                                               ; preds = %53
  %56 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  store i32 %59, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %37, !llvm.loop !11

60:                                               ; preds = %53
  %61 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !9
  %71 = icmp sge i32 %65, %70
  br i1 %71, label %72, label %82

72:                                               ; preds = %60
  %73 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %75
  store i32 %73, ptr %76, align 4, !tbaa !9
  %77 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %79
  store i32 %77, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %81, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %124

82:                                               ; preds = %60
  %83 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !9
  %87 = icmp eq i32 %86, -1
  br i1 %87, label %88, label %100

88:                                               ; preds = %82
  %89 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %90 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %91
  store i32 %89, ptr %92, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %94 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %95
  store i32 %93, ptr %96, align 4, !tbaa !9
  %97 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %98
  store i32 -1, ptr %99, align 4, !tbaa !9
  br label %123

100:                                              ; preds = %82
  %101 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %103
  %105 = load i32, ptr %104, align 4, !tbaa !9
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %106
  store i32 %101, ptr %107, align 4, !tbaa !9
  %108 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %109
  %111 = load i32, ptr %110, align 4, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %113
  store i32 %111, ptr %114, align 4, !tbaa !9
  %115 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %116 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %117 = sext i32 %116 to i64
  %118 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %117
  store i32 %115, ptr %118, align 4, !tbaa !9
  %119 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %120 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %121 = sext i32 %120 to i64
  %122 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %121
  store i32 %119, ptr %122, align 4, !tbaa !9
  br label %123

123:                                              ; preds = %100, %88
  br label %124

124:                                              ; preds = %123, %72
  br label %125

125:                                              ; preds = %124
  %126 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %127 = add nsw i32 %126, 1
  store i32 %127, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %25, !llvm.loop !13

128:                                              ; preds = %30
  %129 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %130 = sext i32 %129 to i64
  %131 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %130
  store i32 -1, ptr %131, align 4, !tbaa !9
  %132 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %133 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %134 = call noundef ptr @_Z22buildCartesianTreeUtiliPiS_S_S_(i32 noundef %132, ptr noundef %133, ptr noundef %15, ptr noundef %18, ptr noundef %21)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #4
  %135 = load ptr, ptr %5, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %135)
  ret ptr %134
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #3 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }
attributes #4 = { 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 uwtable
declare dso_local noundef ptr @_Z22buildCartesianTreeUtiliPiS_S_S_(i32 noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef ptr @_Z18buildCartesianTreePii(ptr noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = zext i32 %1 to i64
  %4 = alloca i32, i64 %3, align 16
  %5 = alloca i32, i64 %3, align 16
  %6 = alloca i32, i64 %3, align 16
  %7 = shl nuw nsw i64 %3, 2
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 16 %4, i8 -1, i64 %7, i1 false)
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 16 %5, i8 -1, i64 %7, i1 false)
  call void @llvm.memset.p0.i64(ptr nonnull align 16 %6, i8 -1, i64 %7, i1 false)
  %.not.not47 = icmp sgt i32 %1, 1
  br i1 %.not.not47, label %.lr.ph51.preheader, label %._crit_edge52

.lr.ph51.preheader:                               ; preds = %2
  %.pre = load i32, ptr %0, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph51

._crit_edge52:                                    ; preds = %48, %2
  %.042.lcssa = phi i32 [ 0, %2 ], [ %.1, %48 ]
  %8 = sext i32 %.042.lcssa to i64
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %8
  store i32 -1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %10 = call noundef ptr @_Z22buildCartesianTreeUtiliPiS_S_S_(i32 noundef %.042.lcssa, ptr noundef %0, ptr noundef nonnull %4, ptr noundef nonnull %5, ptr noundef nonnull %6)
  ret ptr %10

.lr.ph51:                                         ; preds = %.lr.ph51.preheader, %48
  %11 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph51.preheader ], [ %15, %48 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 1, %.lr.ph51.preheader ], [ %indvars.iv.next, %48 ]
  %.04248 = phi i32 [ 0, %.lr.ph51.preheader ], [ %.1, %48 ]
  %12 = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %6, i64 %indvars.iv
  store i32 -1, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp sge i32 %11, %15
  %17 = zext i32 %.04248 to i64
  %18 = icmp ne i64 %12, %17
  %19 = select i1 %16, i1 %18, i1 false
  %20 = trunc nuw nsw i64 %12 to i32
  br i1 %19, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph51, %.lr.ph
  %21 = phi i64 [ %24, %.lr.ph ], [ %12, %.lr.ph51 ]
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = icmp sge i32 %26, %15
  %28 = icmp ne i32 %23, %.04248
  %29 = select i1 %27, i1 %28, i1 false
  br i1 %29, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph51
  %.041.lcssa = phi i32 [ %20, %.lr.ph51 ], [ %23, %.lr.ph ]
  %.lcssa44 = phi i64 [ %12, %.lr.ph51 ], [ %24, %.lr.ph ]
  %.lcssa = phi i1 [ %16, %.lr.ph51 ], [ %27, %.lr.ph ]
  br i1 %.lcssa, label %30, label %35

30:                                               ; preds = %._crit_edge
  %31 = sext i32 %.04248 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %31
  %33 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  store i32 %33, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %5, i64 %indvars.iv
  store i32 %.04248, ptr %34, align 4, !tbaa !5
  br label %48

35:                                               ; preds = %._crit_edge
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %6, i64 %.lcssa44
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %38 = icmp eq i32 %37, -1
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %5, i64 %indvars.iv
  br i1 %38, label %40, label %43

40:                                               ; preds = %35
  %41 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  store i32 %41, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv
  store i32 %.041.lcssa, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  store i32 -1, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  br label %48

43:                                               ; preds = %35
  %44 = sext i32 %37 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %44
  %46 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  store i32 %46, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  store i32 %37, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  store i32 %46, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv
  store i32 %.041.lcssa, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  br label %48

48:                                               ; preds = %30, %43, %40
  %.1 = phi i32 [ %33, %30 ], [ %.04248, %40 ], [ %.04248, %43 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %3
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge52, label %.lr.ph51, !llvm.loop !11
}

; Function Attrs: mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write)
declare void @llvm.memset.p0.i64(ptr nocapture writeonly, i8, i64, i1 immarg) #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 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: write) }

!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: BDCEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SROAPass,SimplifyCFGPass