; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: StackQueues/Sweep Line Algorithm (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.Point = type { i32, i32 }

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @compare(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 i32 @cross_product(i64, i64, i64) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @convex_hull(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %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 ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %3, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %12 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %14 = sext i32 %13 to i64
  call void @qsort(ptr noundef %12, i64 noundef %14, i64 noundef 8, ptr noundef @compare)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #4
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %58, %4
  %16 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %61

19:                                               ; preds = %15
  br label %20

20:                                               ; preds = %45, %19
  %21 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp sge i32 %21, 2
  br i1 %22, label %23, label %43

23:                                               ; preds = %20
  %24 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %25 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %26 = sub nsw i32 %25, 2
  %27 = sext i32 %26 to i64
  %28 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %24, i64 %27
  %29 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %31 = sub nsw i32 %30, 1
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %29, i64 %32
  %34 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %34, i64 %36
  %38 = load i64, ptr %28, align 4
  %39 = load i64, ptr %33, align 4
  %40 = load i64, ptr %37, align 4
  %41 = call i32 @cross_product(i64 %38, i64 %39, i64 %40)
  %42 = icmp sle i32 %41, 0
  br label %43

43:                                               ; preds = %23, %20
  %44 = phi i1 [ false, %20 ], [ %42, %23 ]
  br i1 %44, label %45, label %48

45:                                               ; preds = %43
  %46 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %47 = add nsw i32 %46, -1
  store i32 %47, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %20, !llvm.loop !11

48:                                               ; preds = %43
  %49 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %51 = add nsw i32 %50, 1
  store i32 %51, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %50 to i64
  %53 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %49, i64 %52
  %54 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %54, i64 %56
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %53, ptr align 4 %57, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  br label %58

58:                                               ; preds = %48
  %59 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %15, !llvm.loop !14

61:                                               ; preds = %15
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #4
  %62 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %63 = add nsw i32 %62, 1
  store i32 %63, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %64 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %65 = sub nsw i32 %64, 2
  store i32 %65, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %66

66:                                               ; preds = %109, %61
  %67 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %68 = icmp sge i32 %67, 0
  br i1 %68, label %69, label %112

69:                                               ; preds = %66
  br label %70

70:                                               ; preds = %96, %69
  %71 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %73 = icmp sge i32 %71, %72
  br i1 %73, label %74, label %94

74:                                               ; preds = %70
  %75 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %77 = sub nsw i32 %76, 2
  %78 = sext i32 %77 to i64
  %79 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %75, i64 %78
  %80 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %82 = sub nsw i32 %81, 1
  %83 = sext i32 %82 to i64
  %84 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %80, i64 %83
  %85 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %85, i64 %87
  %89 = load i64, ptr %79, align 4
  %90 = load i64, ptr %84, align 4
  %91 = load i64, ptr %88, align 4
  %92 = call i32 @cross_product(i64 %89, i64 %90, i64 %91)
  %93 = icmp sle i32 %92, 0
  br label %94

94:                                               ; preds = %74, %70
  %95 = phi i1 [ false, %70 ], [ %93, %74 ]
  br i1 %95, label %96, label %99

96:                                               ; preds = %94
  %97 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %98 = add nsw i32 %97, -1
  store i32 %98, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %70, !llvm.loop !15

99:                                               ; preds = %94
  %100 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %101 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  store i32 %102, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %103 = sext i32 %101 to i64
  %104 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %100, i64 %103
  %105 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %106 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %107 = sext i32 %106 to i64
  %108 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %105, i64 %107
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %104, ptr align 4 %108, i64 8, i1 false), !tbaa.struct !13
  br label %109

109:                                              ; preds = %99
  %110 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %111 = add nsw i32 %110, -1
  store i32 %111, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %66, !llvm.loop !16

112:                                              ; preds = %66
  %113 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %114 = sub nsw i32 %113, 1
  %115 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 %114, ptr %115, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #4
  ret void
}

declare void @qsort(ptr noundef, i64 noundef, i64 noundef, ptr noundef) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #3

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 = { "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 #3 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #4 = { 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 = !{i64 0, i64 4, !9, i64 4, i64 4, !9}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !12}
!16 = distinct !{!16, !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"

%struct.Point = type { i32, i32 }

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @cross_product(i64, i64, i64) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @convex_hull(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef %2, ptr nocapture noundef writeonly %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sext i32 %1 to i64
  tail call void @qsort(ptr noundef %0, i64 noundef %5, i64 noundef 8, ptr noundef nonnull @compare) #2
  %6 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %6, label %.preheader40.preheader, label %._crit_edge55

.preheader40.preheader:                           ; preds = %4
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.preheader40

.preheader40:                                     ; preds = %.preheader40.preheader, %.critedge
  %indvars.iv59 = phi i64 [ 0, %.preheader40.preheader ], [ %indvars.iv.next60, %.critedge ]
  %.03744 = phi i32 [ 0, %.preheader40.preheader ], [ %22, %.critedge ]
  %7 = icmp sgt i32 %.03744, 1
  br i1 %7, label %.lr.ph, label %.critedge

.lr.ph:                                           ; preds = %.preheader40
  %8 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %0, i64 %indvars.iv59
  %9 = zext nneg i32 %.03744 to i64
  br label %10

10:                                               ; preds = %.lr.ph, %19
  %indvars.iv = phi i64 [ %9, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %19 ]
  %11 = getelementptr %struct.Point, ptr %2, i64 %indvars.iv
  %12 = getelementptr i8, ptr %11, i64 -16
  %13 = getelementptr i8, ptr %11, i64 -8
  %14 = load i64, ptr %12, align 4
  %15 = load i64, ptr %13, align 4
  %16 = load i64, ptr %8, align 4
  %17 = tail call i32 @cross_product(i64 %14, i64 %15, i64 %16)
  %18 = icmp slt i32 %17, 1
  br i1 %18, label %19, label %.critedge.loopexit.split.loop.exit70

19:                                               ; preds = %10
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %20 = icmp sgt i64 %indvars.iv, 2
  br i1 %20, label %10, label %.critedge, !llvm.loop !5

.critedge.loopexit.split.loop.exit70:             ; preds = %10
  %21 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %.critedge

.critedge:                                        ; preds = %19, %.critedge.loopexit.split.loop.exit70, %.preheader40
  %.138.lcssa = phi i32 [ %.03744, %.preheader40 ], [ %21, %.critedge.loopexit.split.loop.exit70 ], [ 1, %19 ]
  %22 = add nsw i32 %.138.lcssa, 1
  %23 = sext i32 %.138.lcssa to i64
  %24 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %2, i64 %23
  %25 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %0, i64 %indvars.iv59
  %26 = load i64, ptr %25, align 4
  store i64 %26, ptr %24, align 4
  %indvars.iv.next60 = add nuw nsw i64 %indvars.iv59, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next60, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.preheader40, !llvm.loop !7

._crit_edge:                                      ; preds = %.critedge
  %.not = icmp eq i32 %1, 1
  br i1 %.not, label %._crit_edge55, label %.preheader.preheader

.preheader.preheader:                             ; preds = %._crit_edge
  %27 = add nsw i32 %1, -2
  %28 = sext i32 %22 to i64
  %29 = zext nneg i32 %27 to i64
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.preheader, %.critedge2
  %indvars.iv65 = phi i64 [ %29, %.preheader.preheader ], [ %indvars.iv.next66, %.critedge2 ]
  %.253 = phi i32 [ %22, %.preheader.preheader ], [ %43, %.critedge2 ]
  %.not.not47 = icmp sgt i32 %.253, %22
  br i1 %.not.not47, label %.lr.ph49, label %.critedge2

.lr.ph49:                                         ; preds = %.preheader
  %30 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %0, i64 %indvars.iv65
  %31 = sext i32 %.253 to i64
  br label %32

32:                                               ; preds = %.lr.ph49, %41
  %indvars.iv62 = phi i64 [ %31, %.lr.ph49 ], [ %indvars.iv.next63, %41 ]
  %33 = getelementptr %struct.Point, ptr %2, i64 %indvars.iv62
  %34 = getelementptr i8, ptr %33, i64 -16
  %35 = getelementptr i8, ptr %33, i64 -8
  %36 = load i64, ptr %34, align 4
  %37 = load i64, ptr %35, align 4
  %38 = load i64, ptr %30, align 4
  %39 = tail call i32 @cross_product(i64 %36, i64 %37, i64 %38)
  %40 = icmp slt i32 %39, 1
  br i1 %40, label %41, label %.critedge2.loopexit.split.loop.exit72

41:                                               ; preds = %32
  %indvars.iv.next63 = add nsw i64 %indvars.iv62, -1
  %.not.not = icmp sgt i64 %indvars.iv.next63, %28
  br i1 %.not.not, label %32, label %.critedge2, !llvm.loop !8

.critedge2.loopexit.split.loop.exit72:            ; preds = %32
  %42 = trunc nsw i64 %indvars.iv62 to i32
  br label %.critedge2

.critedge2:                                       ; preds = %41, %.critedge2.loopexit.split.loop.exit72, %.preheader
  %.3.lcssa = phi i32 [ %.253, %.preheader ], [ %42, %.critedge2.loopexit.split.loop.exit72 ], [ %22, %41 ]
  %43 = add nsw i32 %.3.lcssa, 1
  %44 = sext i32 %.3.lcssa to i64
  %45 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %2, i64 %44
  %46 = getelementptr inbounds %struct.Point, ptr %0, i64 %indvars.iv65
  %47 = load i64, ptr %46, align 4
  store i64 %47, ptr %45, align 4
  %indvars.iv.next66 = add nsw i64 %indvars.iv65, -1
  %48 = icmp sgt i64 %indvars.iv65, 0
  br i1 %48, label %.preheader, label %._crit_edge55, !llvm.loop !9

._crit_edge55:                                    ; preds = %.critedge2, %4, %._crit_edge
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.138.lcssa, %._crit_edge ], [ -1, %4 ], [ %.3.lcssa, %.critedge2 ]
  store i32 %.2.lcssa, ptr %3, align 4, !tbaa !10
  ret void
}

; Function Attrs: nofree
declare void @qsort(ptr noundef, i64 noundef, i64 noundef, ptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #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 = { nofree "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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = distinct !{!7, !6}
!8 = distinct !{!8, !6}
!9 = distinct !{!9, !6}
!10 = !{!11, !11, i64 0}
!11 = !{!"int", !12, i64 0}
!12 = !{!"omnipotent char", !13, i64 0}
!13 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


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