; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Heap insert and delete (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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [50 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [19 x i8], align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @delete_root(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %4 = alloca ptr, align 8
  %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
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp eq i32 %12, 0
  br i1 %13, label %14, label %17

14:                                               ; preds = %2
  %15 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str)
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %16, ptr %3, align 4
  br label %124

17:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %18 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  store i32 %22, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %23 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %24 = sub nsw i32 %23, 1
  store i32 %24, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 3, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %28
  store i32 %25, ptr %29, align 4, !tbaa !9
  br label %30

30:                                               ; preds = %114, %17
  %31 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp sle i32 %31, %32
  br i1 %33, label %34, label %120

34:                                               ; preds = %30
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %6, 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 = icmp sge i32 %39, %44
  br i1 %45, label %46, label %60

46:                                               ; preds = %34
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %8, 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 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp sge i32 %51, %56
  br i1 %57, label %58, label %60

58:                                               ; preds = %46
  %59 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %59, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %123

60:                                               ; preds = %46, %34
  %61 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %7, 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 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %6, 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 sle i32 %65, %70
  br i1 %71, label %72, label %93

72:                                               ; preds = %60
  %73 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !9
  store i32 %77, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %78 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %6, 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 %4, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %85
  store i32 %82, ptr %86, align 4, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %88 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  store i32 %87, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  %92 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %92, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %114

93:                                               ; preds = %60
  %94 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %97, align 4, !tbaa !9
  store i32 %98, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %99 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds i32, ptr %99, i64 %101
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !9
  %104 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds i32, ptr %104, i64 %106
  store i32 %103, ptr %107, align 4, !tbaa !9
  %108 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %109 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %110 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %111 = sext i32 %110 to i64
  %112 = getelementptr inbounds i32, ptr %109, i64 %111
  store i32 %108, ptr %112, align 4, !tbaa !9
  %113 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %113, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %114

114:                                              ; preds = %93, %72
  %115 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %116 = mul nsw i32 2, %115
  store i32 %116, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %117 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %118 = mul nsw i32 2, %117
  %119 = add nsw i32 %118, 1
  store i32 %119, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %30, !llvm.loop !11

120:                                              ; preds = %30
  %121 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str.1)
  %122 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %122, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %123

123:                                              ; preds = %120, %58
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #3
  br label %124

124:                                              ; preds = %123, %14
  %125 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %125
}

declare i32 @printf(ptr noundef, ...) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

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 = { "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 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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"

@.str = external hidden unnamed_addr constant [50 x i8], align 1
@.str.1 = external hidden unnamed_addr constant [19 x i8], align 1

; Function Attrs: nofree nounwind uwtable
define dso_local range(i32 0, -1) i32 @delete_root(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp eq i32 %1, 0
  br i1 %3, label %.loopexit.sink.split, label %4

4:                                                ; preds = %2
  %5 = sext i32 %1 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = add nsw i32 %1, -1
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 4
  store i32 %7, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %.not.not56 = icmp sgt i32 %1, 2
  br i1 %.not.not56, label %.lr.ph, label %.loopexit.sink.split

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %.lr.ph._crit_edge
  %.04659 = phi i32 [ %.147, %.lr.ph._crit_edge ], [ 1, %4 ]
  %.04858 = phi i32 [ %18, %.lr.ph._crit_edge ], [ 3, %4 ]
  %.04957 = phi i32 [ %17, %.lr.ph._crit_edge ], [ 2, %4 ]
  %10 = sext i32 %.04659 to i64
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %10
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %13 = sext i32 %.04957 to i64
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %13
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp slt i32 %12, %15
  %.phi.trans.insert = sext i32 %.04858 to i64
  %.phi.trans.insert60 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.phi.trans.insert
  %.pre = load i32, ptr %.phi.trans.insert60, align 4, !tbaa !5
  %.not54 = icmp slt i32 %12, %.pre
  %or.cond = select i1 %.not, i1 true, i1 %.not54
  br i1 %or.cond, label %.lr.ph._crit_edge, label %.loopexit

.lr.ph._crit_edge:                                ; preds = %.lr.ph
  %.not55 = icmp sgt i32 %.pre, %15
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.phi.trans.insert
  %.pre.sink = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %.pre, i32 %15)
  %.sink = select i1 %.not55, ptr %16, ptr %14
  %.147 = select i1 %.not55, i32 %.04858, i32 %.04957
  store i32 %.pre.sink, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  store i32 %12, ptr %.sink, align 4, !tbaa !5
  %17 = shl nsw i32 %.147, 1
  %18 = or disjoint i32 %17, 1
  %.not.not = icmp slt i32 %17, %1
  br i1 %.not.not, label %.lr.ph, label %.loopexit.sink.split, !llvm.loop !9

.loopexit.sink.split:                             ; preds = %.lr.ph._crit_edge, %4, %2
  %.str.1.sink = phi ptr [ @.str, %2 ], [ @.str.1, %4 ], [ @.str.1, %.lr.ph._crit_edge ]
  %.1.ph = phi i32 [ 0, %2 ], [ %8, %4 ], [ %8, %.lr.ph._crit_edge ]
  %19 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) %.str.1.sink)
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph, %.loopexit.sink.split
  %.1 = phi i32 [ %.1.ph, %.loopexit.sink.split ], [ %8, %.lr.ph ]
  ret i32 %.1
}

; Function Attrs: nofree nounwind
declare noundef i32 @printf(ptr nocapture noundef readonly, ...) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, i32) #2

attributes #0 = { nofree 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 nounwind "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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass