; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Sorting Algorithms/Intro Sort (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"

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @heapify(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #1 {
  %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
  %12 = 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
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = mul nsw i32 2, %14
  %16 = add nsw i32 %15, 1
  store i32 %16, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = mul nsw i32 2, %17
  %19 = add nsw i32 %18, 2
  store i32 %19, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp slt i32 %20, %21
  br i1 %22, label %23, label %55

23:                                               ; preds = %4
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp eq i32 %24, -1
  br i1 %25, label %26, label %38

26:                                               ; preds = %23
  %27 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %27, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %32, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !9
  %37 = icmp sgt i32 %31, %36
  br i1 %37, label %53, label %38

38:                                               ; preds = %26, %23
  %39 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %40 = icmp eq i32 %39, 1
  br i1 %40, label %41, label %55

41:                                               ; preds = %38
  %42 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  %47 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %52 = icmp slt i32 %46, %51
  br i1 %52, label %53, label %55

53:                                               ; preds = %41, %26
  %54 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %54, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %55

55:                                               ; preds = %53, %41, %38, %4
  %56 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %58 = icmp slt i32 %56, %57
  br i1 %58, label %59, label %91

59:                                               ; preds = %55
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %61 = icmp eq i32 %60, -1
  br i1 %61, label %62, label %74

62:                                               ; preds = %59
  %63 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %68 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %9, 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 %89, label %74

74:                                               ; preds = %62, %59
  %75 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %76 = icmp eq i32 %75, 1
  br i1 %76, label %77, label %91

77:                                               ; preds = %74
  %78 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !9
  %83 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %85
  %87 = load i32, ptr %86, align 4, !tbaa !9
  %88 = icmp slt i32 %82, %87
  br i1 %88, label %89, label %91

89:                                               ; preds = %77, %62
  %90 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %90, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %91

91:                                               ; preds = %89, %77, %74, %55
  %92 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %94 = icmp ne i32 %92, %93
  br i1 %94, label %95, label %119

95:                                               ; preds = %91
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %96 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds i32, ptr %96, i64 %98
  %100 = load i32, ptr %99, align 4, !tbaa !9
  store i32 %100, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %101 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %101, i64 %103
  %105 = load i32, ptr %104, align 4, !tbaa !9
  %106 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds i32, ptr %106, i64 %108
  store i32 %105, ptr %109, align 4, !tbaa !9
  %110 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %111 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %112 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = getelementptr inbounds i32, ptr %111, i64 %113
  store i32 %110, ptr %114, align 4, !tbaa !9
  %115 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %116 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %117 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %118 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @heapify(ptr noundef %115, i32 noundef %116, i32 noundef %117, i32 noundef %118)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %119

119:                                              ; preds = %95, %91
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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}


; 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: readwrite) uwtable
define dso_local void @heapify(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %48, %4
  %.tr47 = phi i32 [ %2, %4 ], [ %.1, %48 ]
  %5 = shl nsw i32 %.tr47, 1
  %6 = or disjoint i32 %5, 1
  %7 = add nsw i32 %5, 2
  %8 = icmp slt i32 %6, %1
  br i1 %8, label %9, label %27

9:                                                ; preds = %tailrecurse
  switch i32 %3, label %27 [
    i32 -1, label %10
    i32 1, label %18
  ]

10:                                               ; preds = %9
  %11 = sext i32 %6 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %11
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = sext i32 %.tr47 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sgt i32 %13, %16
  br i1 %17, label %26, label %27

18:                                               ; preds = %9
  %19 = sext i32 %6 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %22 = sext i32 %.tr47 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp slt i32 %21, %24
  br i1 %25, label %26, label %27

26:                                               ; preds = %18, %10
  br label %27

27:                                               ; preds = %10, %9, %26, %18, %tailrecurse
  %.0 = phi i32 [ %6, %26 ], [ %.tr47, %18 ], [ %.tr47, %tailrecurse ], [ %.tr47, %9 ], [ %.tr47, %10 ]
  %28 = icmp slt i32 %7, %1
  br i1 %28, label %29, label %47

29:                                               ; preds = %27
  switch i32 %3, label %47 [
    i32 -1, label %30
    i32 1, label %38
  ]

30:                                               ; preds = %29
  %31 = sext i32 %7 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = sext i32 %.0 to i64
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp sgt i32 %33, %36
  br i1 %37, label %46, label %47

38:                                               ; preds = %29
  %39 = sext i32 %7 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %.0 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  %45 = icmp slt i32 %41, %44
  br i1 %45, label %46, label %47

46:                                               ; preds = %38, %30
  br label %47

47:                                               ; preds = %30, %29, %46, %38, %27
  %.1 = phi i32 [ %7, %46 ], [ %.0, %38 ], [ %.0, %27 ], [ %.0, %29 ], [ %.0, %30 ]
  %.not = icmp eq i32 %.1, %.tr47
  br i1 %.not, label %55, label %48

48:                                               ; preds = %47
  %49 = sext i32 %.tr47 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = sext i32 %.1 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  store i32 %54, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  store i32 %51, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  br label %tailrecurse

55:                                               ; preds = %47
  ret void
}

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, !6, i64 0}
!6 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass