; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Miscellaneous Algorithms/Flux Memory Balancer Algorithm (FMB)

; 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.Process = type { i32, i32, i32, i32 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @fluxMemoryBalancer(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %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
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = 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
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  store i32 0, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %11

11:                                               ; preds = %55, %2
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp slt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %16, label %15

15:                                               ; preds = %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %58

16:                                               ; preds = %11
  %17 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %18 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %18, i64 %20
  %22 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %21, i32 0, i32 2
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !11
  %24 = add nsw i32 %17, %23
  %25 = icmp sle i32 %24, 1000
  br i1 %25, label %26, label %46

26:                                               ; preds = %16
  %27 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %27, i64 %29
  %31 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %30, i32 0, i32 2
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !11
  %33 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %33, i64 %35
  %37 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %36, i32 0, i32 3
  store i32 %32, ptr %37, align 4, !tbaa !13
  %38 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %38, i64 %40
  %42 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %41, i32 0, i32 3
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !13
  %44 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %45 = add nsw i32 %44, %43
  store i32 %45, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %54

46:                                               ; preds = %16
  %47 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %48 = sub nsw i32 1000, %47
  %49 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %49, i64 %51
  %53 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %52, i32 0, i32 3
  store i32 %48, ptr %53, align 4, !tbaa !13
  store i32 1000, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %54

54:                                               ; preds = %46, %26
  br label %55

55:                                               ; preds = %54
  %56 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %11, !llvm.loop !14

58:                                               ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %59

59:                                               ; preds = %131, %58
  %60 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %62 = icmp slt i32 %60, %61
  br i1 %62, label %64, label %63

63:                                               ; preds = %59
  store i32 5, ptr %8, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %134

64:                                               ; preds = %59
  %65 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %66 = icmp sgt i32 %65, 1000
  br i1 %66, label %67, label %130

67:                                               ; preds = %64
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %68 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %69 = sub nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %70

70:                                               ; preds = %125, %67
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %72 = icmp sge i32 %71, 0
  br i1 %72, label %74, label %73

73:                                               ; preds = %70
  store i32 8, ptr %8, align 4
  br label %128

74:                                               ; preds = %70
  %75 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %75, i64 %77
  %79 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %78, i32 0, i32 1
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !16
  %81 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %81, i64 %83
  %85 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %84, i32 0, i32 1
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !16
  %87 = icmp sgt i32 %80, %86
  br i1 %87, label %88, label %124

88:                                               ; preds = %74
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %89 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %89, i64 %91
  %93 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %92, i32 0, i32 3
  %94 = load i32, ptr %93, align 4, !tbaa !13
  %95 = icmp sgt i32 %94, 10
  br i1 %95, label %96, label %97

96:                                               ; preds = %88
  br label %104

97:                                               ; preds = %88
  %98 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %100 = sext i32 %99 to i64
  %101 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %98, i64 %100
  %102 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %101, i32 0, i32 3
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !13
  br label %104

104:                                              ; preds = %97, %96
  %105 = phi i32 [ 10, %96 ], [ %103, %97 ]
  store i32 %105, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %106 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %107 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %108 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %109 = sext i32 %108 to i64
  %110 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %107, i64 %109
  %111 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %110, i32 0, i32 3
  %112 = load i32, ptr %111, align 4, !tbaa !13
  %113 = sub nsw i32 %112, %106
  store i32 %113, ptr %111, align 4, !tbaa !13
  %114 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %115 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %116 = sub nsw i32 %115, %114
  store i32 %116, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %117 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %118 = icmp sle i32 %117, 1000
  br i1 %118, label %119, label %120

119:                                              ; preds = %104
  store i32 8, ptr %8, align 4
  br label %121

120:                                              ; preds = %104
  store i32 0, ptr %8, align 4
  br label %121

121:                                              ; preds = %120, %119
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %122 = load i32, ptr %8, align 4
  switch i32 %122, label %128 [
    i32 0, label %123
  ]

123:                                              ; preds = %121
  br label %124

124:                                              ; preds = %123, %74
  br label %125

125:                                              ; preds = %124
  %126 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %127 = add nsw i32 %126, -1
  store i32 %127, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %70, !llvm.loop !17

128:                                              ; preds = %121, %73
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %129

129:                                              ; preds = %128
  br label %130

130:                                              ; preds = %129, %64
  br label %131

131:                                              ; preds = %130
  %132 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %133 = add nsw i32 %132, 1
  store i32 %133, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %59, !llvm.loop !18

134:                                              ; preds = %63
  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.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}
!11 = !{!12, !10, i64 8}
!12 = !{!"", !10, i64 0, !10, i64 4, !10, i64 8, !10, i64 12}
!13 = !{!12, !10, i64 12}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = !{!12, !10, i64 4}
!17 = distinct !{!17, !15}
!18 = distinct !{!18, !15}


; 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"

%struct.Process = type { i32, i32, i32, i32 }

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @fluxMemoryBalancer(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %3, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %2
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %4 = icmp eq i32 %1, 1
  br i1 %4, label %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 2147483646
  br label %.lr.ph

.preheader.loopexit.unr-lcssa:                    ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %.045.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %spec.select47.1, %.lr.ph ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.preheader, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.preheader.loopexit.unr-lcssa
  %5 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %6 = getelementptr inbounds i8, ptr %5, i64 8
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = add nsw i32 %7, %.045.unr
  %9 = icmp slt i32 %8, 1001
  %10 = sub nsw i32 1000, %.045.unr
  %spec.select.epil = select i1 %9, i32 %7, i32 %10
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %5, i64 12
  store i32 %spec.select.epil, ptr %11, align 4
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph.epil, %.preheader.loopexit.unr-lcssa, %2
  ret void

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph, %.lr.ph.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %.lr.ph ]
  %.045 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %spec.select47.1, %.lr.ph ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %.lr.ph ]
  %12 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %12, i64 8
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = add nsw i32 %14, %.045
  %16 = icmp slt i32 %15, 1001
  %17 = sub nsw i32 1000, %.045
  %spec.select = select i1 %16, i32 %14, i32 %17
  %spec.select47 = select i1 %16, i32 %15, i32 1000
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %12, i64 12
  store i32 %spec.select, ptr %18, align 4
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %19 = getelementptr inbounds %struct.Process, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %20 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 8
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %21, %spec.select47
  %23 = icmp slt i32 %22, 1001
  %24 = sub nsw i32 1000, %spec.select47
  %spec.select.1 = select i1 %23, i32 %21, i32 %24
  %spec.select47.1 = select i1 %23, i32 %22, i32 1000
  %25 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 12
  store i32 %spec.select.1, ptr %25, align 4
  %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 %.preheader.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !10
}

attributes #0 = { 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, !7, i64 8}
!6 = !{!"", !7, i64 0, !7, i64 4, !7, i64 8, !7, i64 12}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = distinct !{!10, !11}
!11 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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