; LLVM IR from TheAlgorithms/C-Plus-Plus :: search/interpolation_search2.ll (Z19InterpolationSearchPiii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z19InterpolationSearchPiii(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 = %70, %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 %71

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 = sub nsw i32 %20, 1
  %22 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %23 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %8, 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 = sub nsw i32 %22, %27
  %29 = mul nsw i32 %21, %28
  %30 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %5, 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 = sub nsw i32 %34, %39
  %41 = sdiv i32 %29, %40
  %42 = add nsw i32 %19, %41
  store i32 %42, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %44 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp eq i32 %43, %48
  br i1 %49, label %50, label %52

50:                                               ; preds = %18
  %51 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %51, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %68

52:                                               ; preds = %18
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %54 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %54, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  %59 = icmp slt i32 %53, %58
  br i1 %59, label %60, label %63

60:                                               ; preds = %52
  %61 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %62 = sub nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %66

63:                                               ; preds = %52
  %64 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %66

66:                                               ; preds = %63, %60
  br label %67

67:                                               ; preds = %66
  store i32 0, ptr %11, align 4
  br label %68

68:                                               ; preds = %67, %50
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %69 = load i32, ptr %11, align 4
  switch i32 %69, label %72 [
    i32 0, label %70
  ]

70:                                               ; preds = %68
  br label %14, !llvm.loop !11

71:                                               ; preds = %14
  store i32 -1, ptr %4, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %72

72:                                               ; preds = %71, %68
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %73 = load i32, ptr %4, align 4
  ret i32 %73
}

; 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 = { mustprogress 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++ 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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z19InterpolationSearchPiii(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %.not35 = icmp slt i32 %1, 1
  br i1 %.not35, 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, %20
  %.02337 = phi i32 [ %.124, %20 ], [ %4, %.lr.ph.preheader ]
  %.02636 = phi i32 [ %.127, %20 ], [ 0, %.lr.ph.preheader ]
  %5 = add nsw i32 %.02337, -1
  %6 = sext i32 %.02636 to i64
  %7 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %6
  %8 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %9 = sub nsw i32 %2, %8
  %10 = mul nsw i32 %9, %5
  %11 = sext i32 %.02337 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %11
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = sub nsw i32 %13, %8
  %15 = sdiv i32 %10, %14
  %16 = add nsw i32 %15, %.02636
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %.not31 = icmp eq i32 %19, %2
  br i1 %.not31, label %.thread, label %20

20:                                               ; preds = %.lr.ph
  %21 = icmp sgt i32 %19, %2
  %22 = add nsw i32 %16, -1
  %23 = add nsw i32 %16, 1
  %.127 = select i1 %21, i32 %.02636, i32 %23
  %.124 = select i1 %21, i32 %22, i32 %.02337
  %.not = icmp sgt i32 %.127, %.124
  br i1 %.not, label %.thread, label %.lr.ph

.thread:                                          ; preds = %20, %.lr.ph, %3
  %.2 = phi i32 [ -1, %3 ], [ %16, %.lr.ph ], [ -1, %20 ]
  ret i32 %.2
}

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn 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++ TBAA"}


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