; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 05. Searching (searchnearlysortedarray)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local i32 @searchElement(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %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
  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 0, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = sub nsw i32 %12, 1
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %86, %3
  %15 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %17 = icmp sle i32 %15, %16
  br i1 %17, label %18, label %87

18:                                               ; preds = %14
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %21 = add nsw i32 %19, %20
  %22 = sdiv i32 %21, 2
  store i32 %22, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %23 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %23, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp eq i32 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %32

30:                                               ; preds = %18
  %31 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %31, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %84

32:                                               ; preds = %18
  %33 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %34 = sub nsw i32 %33, 1
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp sge i32 %34, %35
  br i1 %36, label %37, label %49

37:                                               ; preds = %32
  %38 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = sub nsw i32 %39, 1
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %45 = icmp eq i32 %43, %44
  br i1 %45, label %46, label %49

46:                                               ; preds = %37
  %47 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %48 = sub nsw i32 %47, 1
  store i32 %48, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %84

49:                                               ; preds = %37, %32
  %50 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %51 = add nsw i32 %50, 1
  %52 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp sle i32 %51, %52
  br i1 %53, label %54, label %66

54:                                               ; preds = %49
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %62 = icmp eq i32 %60, %61
  br i1 %62, label %63, label %66

63:                                               ; preds = %54
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %84

66:                                               ; preds = %54, %49
  %67 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %68 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %68, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %71, align 4, !tbaa !9
  %73 = icmp sgt i32 %67, %72
  br i1 %73, label %74, label %77

74:                                               ; preds = %66
  %75 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 2
  store i32 %76, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %80

77:                                               ; preds = %66
  %78 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %79 = sub nsw i32 %78, 2
  store i32 %79, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %80

80:                                               ; preds = %77, %74
  br label %81

81:                                               ; preds = %80
  br label %82

82:                                               ; preds = %81
  br label %83

83:                                               ; preds = %82
  store i32 0, ptr %11, align 4
  br label %84

84:                                               ; preds = %83, %63, %46, %30
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %85 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %85, label %88 [
    i32 0, label %86
  ]

86:                                               ; preds = %84
  br label %14, !llvm.loop !11

87:                                               ; preds = %14
  store i32 -1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %88

88:                                               ; preds = %87, %84
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %89 = load i32, ptr %4, 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 = { 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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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(argmem: read) uwtable
define dso_local i32 @searchElement(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %.not43 = icmp slt i32 %1, 1
  br i1 %.not43, label %.thread, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %4 = add nsw i32 %1, -1
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %25
  %.02845 = phi i32 [ %.129, %25 ], [ %4, %.lr.ph.preheader ]
  %.03144 = phi i32 [ %.132, %25 ], [ 0, %.lr.ph.preheader ]
  %5 = add nuw nsw i32 %.02845, %.03144
  %6 = lshr i32 %5, 1
  %7 = zext nneg i32 %6 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %7
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp eq i32 %9, %2
  br i1 %10, label %.thread, label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph
  %.not37.not = icmp sgt i32 %6, %.03144
  br i1 %.not37.not, label %12, label %18

12:                                               ; preds = %11
  %13 = add nsw i32 %6, -1
  %14 = zext nneg i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp eq i32 %16, %2
  br i1 %17, label %.thread, label %18

18:                                               ; preds = %12, %11
  %.not38.not = icmp slt i32 %6, %.02845
  br i1 %.not38.not, label %19, label %25

19:                                               ; preds = %18
  %20 = add nuw nsw i32 %6, 1
  %21 = zext nneg i32 %20 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp eq i32 %23, %2
  br i1 %24, label %.thread, label %25

25:                                               ; preds = %18, %19
  %26 = icmp slt i32 %9, %2
  %27 = add nuw nsw i32 %6, 2
  %28 = add nsw i32 %6, -2
  %.132 = select i1 %26, i32 %27, i32 %.03144
  %.129 = select i1 %26, i32 %.02845, i32 %28
  %.not = icmp sgt i32 %.132, %.129
  br i1 %.not, label %.thread, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

.thread:                                          ; preds = %25, %.lr.ph, %12, %19, %3
  %.2 = phi i32 [ -1, %3 ], [ %20, %19 ], [ %13, %12 ], [ %6, %.lr.ph ], [ -1, %25 ]
  ret i32 %.2
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind 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/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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