; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Recursion/Next_Permutation (Next Permutation)

; 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
declare dso_local void @swap(ptr noundef, ptr noundef) #0

; 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

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @reverse(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @nextPermutation(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
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %11 = icmp sle i32 %10, 1
  br i1 %11, label %12, label %13

12:                                               ; preds = %2
  br label %90

13:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  store i32 -1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %14 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %15 = sub nsw i32 %14, 2
  store i32 %15, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %36, %13
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp sge i32 %17, 0
  br i1 %18, label %20, label %19

19:                                               ; preds = %16
  store i32 2, ptr %7, align 4
  br label %39

20:                                               ; preds = %16
  %21 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp slt i32 %25, %31
  br i1 %32, label %33, label %35

33:                                               ; preds = %20
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %34, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 2, ptr %7, align 4
  br label %39

35:                                               ; preds = %20
  br label %36

36:                                               ; preds = %35
  %37 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %38 = add nsw i32 %37, -1
  store i32 %38, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %16, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %33, %19
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  br label %40

40:                                               ; preds = %39
  %41 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %42 = icmp eq i32 %41, -1
  br i1 %42, label %43, label %47

43:                                               ; preds = %40
  %44 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %46 = sub nsw i32 %45, 1
  call void @reverse(ptr noundef %44, i32 noundef 0, i32 noundef %46)
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %88

47:                                               ; preds = %40
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 -1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %48 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %49 = sub nsw i32 %48, 1
  store i32 %49, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %50

50:                                               ; preds = %70, %47
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp sgt i32 %51, %52
  br i1 %53, label %55, label %54

54:                                               ; preds = %50
  store i32 5, ptr %7, align 4
  br label %73

55:                                               ; preds = %50
  %56 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %5, 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 = icmp sgt i32 %60, %65
  br i1 %66, label %67, label %69

67:                                               ; preds = %55
  %68 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 %68, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 5, ptr %7, align 4
  br label %73

69:                                               ; preds = %55
  br label %70

70:                                               ; preds = %69
  %71 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %72 = add nsw i32 %71, -1
  store i32 %72, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %50, !llvm.loop !13

73:                                               ; preds = %67, %54
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %74

74:                                               ; preds = %73
  %75 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %77
  %79 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %79, i64 %81
  call void @swap(ptr noundef %78, ptr noundef %82)
  %83 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %85 = add nsw i32 %84, 1
  %86 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %87 = sub nsw i32 %86, 1
  call void @reverse(ptr noundef %83, i32 noundef %85, i32 noundef %87)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %7, align 4
  br label %88

88:                                               ; preds = %74, %43
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %89 = load i32, ptr %7, align 4
  switch i32 %89, label %91 [
    i32 0, label %90
    i32 1, label %90
  ]

90:                                               ; preds = %88, %88, %12
  ret void

91:                                               ; preds = %88
  unreachable
}

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"}
!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: nounwind uwtable
declare dso_local void @swap(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @reverse(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @nextPermutation(ptr noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp slt i32 %1, 2
  br i1 %3, label %29, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %2
  %4 = add nsw i32 %1, -2
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %11
  %.02834 = phi i32 [ %12, %11 ], [ %4, %.lr.ph.preheader ]
  %5 = zext nneg i32 %.02834 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %6, i64 4
  %9 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp slt i32 %7, %9
  br i1 %10, label %15, label %11

11:                                               ; preds = %.lr.ph
  %12 = add nsw i32 %.02834, -1
  %13 = icmp sgt i32 %.02834, 0
  br i1 %13, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %11
  %14 = add nsw i32 %1, -1
  tail call void @reverse(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef 0, i32 noundef %14)
  br label %29

15:                                               ; preds = %.lr.ph
  %16 = add nsw i32 %1, -1
  %17 = icmp sgt i32 %16, %.02834
  br i1 %17, label %.lr.ph37, label %.loopexit

.lr.ph37:                                         ; preds = %15, %24
  %.035 = phi i32 [ %25, %24 ], [ %16, %15 ]
  %18 = zext nneg i32 %.035 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %20, %7
  br i1 %21, label %22, label %24

22:                                               ; preds = %.lr.ph37
  %23 = sext i32 %.035 to i64
  br label %.loopexit

24:                                               ; preds = %.lr.ph37
  %25 = add nsw i32 %.035, -1
  %26 = icmp sgt i32 %25, %.02834
  br i1 %26, label %.lr.ph37, label %.loopexit, !llvm.loop !11

.loopexit:                                        ; preds = %24, %15, %22
  %.027 = phi i64 [ %23, %22 ], [ -1, %15 ], [ -1, %24 ]
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.027
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %6, ptr noundef %27)
  %28 = add nuw nsw i32 %.02834, 1
  tail call void @reverse(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef %28, i32 noundef %16)
  br label %29

29:                                               ; preds = %._crit_edge, %.loopexit, %2
  ret void
}

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" }

!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"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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