; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 05. Searching/ternary-search.ll (Z13ternarySearchPiiii)

; 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: mustprogress uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z13ternarySearchPiiii(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %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
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sgt i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %17

16:                                               ; preds = %4
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  br label %88

17:                                               ; preds = %4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %21 = sub nsw i32 %19, %20
  %22 = sdiv i32 %21, 3
  %23 = add nsw i32 %18, %22
  store i32 %23, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %26 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %27 = sub nsw i32 %25, %26
  %28 = sdiv i32 %27, 3
  %29 = sub nsw i32 %24, %28
  store i32 %29, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %10, 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 i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp eq i32 %34, %35
  br i1 %36, label %37, label %39

37:                                               ; preds = %17
  %38 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %38, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %87

39:                                               ; preds = %17
  %40 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %45 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %46 = icmp eq i32 %44, %45
  br i1 %46, label %47, label %49

47:                                               ; preds = %39
  %48 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %48, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %87

49:                                               ; preds = %39
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %51 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = icmp slt i32 %50, %55
  br i1 %56, label %57, label %64

57:                                               ; preds = %49
  %58 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %60 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %61 = sub nsw i32 %60, 1
  %62 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %63 = call noundef i32 @_Z13ternarySearchPiiii(ptr noundef %58, i32 noundef %59, i32 noundef %61, i32 noundef %62)
  store i32 %63, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %87

64:                                               ; preds = %49
  %65 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %66 = load ptr, ptr %6, 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 sgt i32 %65, %70
  br i1 %71, label %72, label %79

72:                                               ; preds = %64
  %73 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  %76 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %77 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %78 = call noundef i32 @_Z13ternarySearchPiiii(ptr noundef %73, i32 noundef %75, i32 noundef %76, i32 noundef %77)
  store i32 %78, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %87

79:                                               ; preds = %64
  %80 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %82 = add nsw i32 %81, 1
  %83 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %84 = sub nsw i32 %83, 1
  %85 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %86 = call noundef i32 @_Z13ternarySearchPiiii(ptr noundef %80, i32 noundef %82, i32 noundef %84, i32 noundef %85)
  store i32 %86, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %87

87:                                               ; preds = %79, %72, %57, %47, %37
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %88

88:                                               ; preds = %87, %16
  %89 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %89
}

; 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 = { 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 = { 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z13ternarySearchPiiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp sgt i32 %1, %2
  br i1 %5, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %tailrecurse.outer.backedge
  %.tr40.ph51 = phi i32 [ %.tr40.ph.be, %tailrecurse.outer.backedge ], [ %2, %4 ]
  %.tr39.ph50 = phi i32 [ %.tr39.ph.be, %tailrecurse.outer.backedge ], [ %1, %4 ]
  br label %6

6:                                                ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr4045 = phi i32 [ %.tr40.ph51, %.lr.ph ], [ %22, %tailrecurse ]
  %7 = sub nsw i32 %.tr4045, %.tr39.ph50
  %8 = sdiv i32 %7, 3
  %9 = add nsw i32 %8, %.tr39.ph50
  %10 = sub nsw i32 %.tr4045, %8
  %11 = sext i32 %9 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %11
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp eq i32 %13, %3
  br i1 %14, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %15

15:                                               ; preds = %6
  %16 = sext i32 %10 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp eq i32 %18, %3
  br i1 %19, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %20

20:                                               ; preds = %15
  %21 = icmp sgt i32 %13, %3
  br i1 %21, label %tailrecurse, label %tailrecurse.outer.backedge

tailrecurse:                                      ; preds = %20
  %22 = add nsw i32 %9, -1
  %.not53 = icmp sgt i32 %7, 2
  br i1 %.not53, label %6, label %tailrecurse.outer._crit_edge

tailrecurse.outer.backedge:                       ; preds = %20
  %23 = icmp slt i32 %18, %3
  %24 = add nsw i32 %10, -1
  %.tr39.ph.be.v = select i1 %23, i32 %10, i32 %9
  %.tr39.ph.be = add nsw i32 %.tr39.ph.be.v, 1
  %.tr40.ph.be = select i1 %23, i32 %.tr4045, i32 %24
  %.not = icmp slt i32 %.tr39.ph.be.v, %.tr40.ph.be
  br i1 %.not, label %.lr.ph, label %tailrecurse.outer._crit_edge

tailrecurse.outer._crit_edge:                     ; preds = %tailrecurse.outer.backedge, %tailrecurse, %15, %6, %4
  %.1 = phi i32 [ -1, %4 ], [ %9, %6 ], [ %10, %15 ], [ -1, %tailrecurse ], [ -1, %tailrecurse.outer.backedge ]
  ret i32 %.1
}

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"}


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