; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Heaps/Max Heap (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"

%struct.max_heap = type { ptr, i32, i32 }

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @down_heapify(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %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
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %10, i32 0, i32 2
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !11
  %13 = icmp sge i32 %9, %12
  br i1 %13, label %14, label %15

14:                                               ; preds = %2
  br label %105

15:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %17 = mul nsw i32 %16, 2
  %18 = add nsw i32 %17, 1
  store i32 %18, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %19 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %20 = mul nsw i32 %19, 2
  %21 = add nsw i32 %20, 2
  store i32 %21, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %22 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  store i32 %22, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %23 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %24 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %25 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %24, i32 0, i32 2
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !11
  %27 = icmp slt i32 %23, %26
  br i1 %27, label %28, label %46

28:                                               ; preds = %15
  %29 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %29, i32 0, i32 0
  %31 = load ptr, ptr %30, align 8, !tbaa !13
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %36 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %37 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %36, i32 0, i32 0
  %38 = load ptr, ptr %37, align 8, !tbaa !13
  %39 = load i32, ptr %7, 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 = icmp sgt i32 %35, %42
  br i1 %43, label %44, label %46

44:                                               ; preds = %28
  %45 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %45, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %46

46:                                               ; preds = %44, %28, %15
  %47 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %48, i32 0, i32 2
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !11
  %51 = icmp slt i32 %47, %50
  br i1 %51, label %52, label %70

52:                                               ; preds = %46
  %53 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %54 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %53, i32 0, i32 0
  %55 = load ptr, ptr %54, align 8, !tbaa !13
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  %60 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %61 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %60, i32 0, i32 0
  %62 = load ptr, ptr %61, align 8, !tbaa !13
  %63 = load i32, ptr %7, 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 = icmp sgt i32 %59, %66
  br i1 %67, label %68, label %70

68:                                               ; preds = %52
  %69 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %69, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %70

70:                                               ; preds = %68, %52, %46
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %73 = icmp ne i32 %71, %72
  br i1 %73, label %74, label %104

74:                                               ; preds = %70
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %75 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %76 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %75, i32 0, i32 0
  %77 = load ptr, ptr %76, align 8, !tbaa !13
  %78 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %77, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  store i32 %81, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %82 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %83 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %82, i32 0, i32 0
  %84 = load ptr, ptr %83, align 8, !tbaa !13
  %85 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %84, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %89 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %90 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %89, i32 0, i32 0
  %91 = load ptr, ptr %90, align 8, !tbaa !13
  %92 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds i32, ptr %91, i64 %93
  store i32 %88, ptr %94, align 4, !tbaa !9
  %95 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %96 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %97 = getelementptr inbounds %struct.max_heap, ptr %96, i32 0, i32 0
  %98 = load ptr, ptr %97, align 8, !tbaa !13
  %99 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds i32, ptr %98, i64 %100
  store i32 %95, ptr %101, align 4, !tbaa !9
  %102 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %103 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @down_heapify(ptr noundef %102, i32 noundef %103)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %104

104:                                              ; preds = %74, %70
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %105

105:                                              ; preds = %104, %14
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !10, i64 12}
!12 = !{!"max_heap", !6, i64 0, !10, i64 8, !10, i64 12}
!13 = !{!12, !6, 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(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @down_heapify(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 12
  %4 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %.not38 = icmp sgt i32 %4, %1
  br i1 %.not38, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %2, %tailrecurse
  %5 = phi i32 [ %38, %tailrecurse ], [ %4, %2 ]
  %.tr3739 = phi i32 [ %.1, %tailrecurse ], [ %1, %2 ]
  %6 = shl nsw i32 %.tr3739, 1
  %7 = or disjoint i32 %6, 1
  %8 = add nsw i32 %6, 2
  %9 = icmp slt i32 %7, %5
  br i1 %9, label %10, label %19

10:                                               ; preds = %.lr.ph
  %11 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !11
  %12 = sext i32 %7 to i64
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !12
  %15 = sext i32 %.tr3739 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !12
  %18 = icmp sgt i32 %14, %17
  %spec.select = select i1 %18, i32 %7, i32 %.tr3739
  br label %19

19:                                               ; preds = %10, %.lr.ph
  %.0 = phi i32 [ %.tr3739, %.lr.ph ], [ %spec.select, %10 ]
  %20 = icmp slt i32 %8, %5
  br i1 %20, label %21, label %30

21:                                               ; preds = %19
  %22 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !11
  %23 = sext i32 %8 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !12
  %26 = sext i32 %.0 to i64
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !12
  %29 = icmp sgt i32 %25, %28
  %spec.select36 = select i1 %29, i32 %8, i32 %.0
  br label %30

30:                                               ; preds = %21, %19
  %.1 = phi i32 [ %.0, %19 ], [ %spec.select36, %21 ]
  %.not35 = icmp eq i32 %.1, %.tr3739
  br i1 %.not35, label %._crit_edge, label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %30
  %31 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !11
  %32 = sext i32 %.1 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !12
  %35 = sext i32 %.tr3739 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !12
  store i32 %37, ptr %33, align 4, !tbaa !12
  store i32 %34, ptr %36, align 4, !tbaa !12
  %38 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp sgt i32 %38, %.1
  br i1 %.not, label %.lr.ph, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %tailrecurse, %30, %2
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) 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, !10, i64 12}
!6 = !{!"max_heap", !7, i64 0, !10, i64 8, !10, i64 12}
!7 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"int", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !7, i64 0}
!12 = !{!10, !10, i64 0}


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