; LLVM IR from gargarchit/Data_Structure_n_Algorithms :: Array_Problems (2_Strictly_smaller_num)

; 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 [48 x i8], align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @Strictly_smaller_num(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca ptr, align 8
  %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 %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %12 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %12, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp sgt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %21

19:                                               ; preds = %4
  %20 = call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str)
  store i32 -1, ptr %5, align 4
  br label %101

21:                                               ; preds = %4
  %22 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !9
  %27 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp slt i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %35

29:                                               ; preds = %21
  %30 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %8, 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
  store i32 %34, ptr %5, align 4
  br label %101

35:                                               ; preds = %21
  br label %36

36:                                               ; preds = %35
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp sge i32 %37, %38
  br i1 %39, label %40, label %99

40:                                               ; preds = %36
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %41 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %43 = add nsw i32 %41, %42
  %44 = sdiv i32 %43, 2
  store i32 %44, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %45 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %51 = icmp eq i32 %49, %50
  br i1 %51, label %69, label %52

52:                                               ; preds = %40
  %53 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %54 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %55 = sext i32 %54 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %53, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %59 = icmp sgt i32 %57, %58
  br i1 %59, label %60, label %76

60:                                               ; preds = %52
  %61 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %63 = sub nsw i32 %62, 1
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !9
  %67 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %68 = icmp slt i32 %66, %67
  br i1 %68, label %69, label %76

69:                                               ; preds = %60, %40
  %70 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %72 = sub nsw i32 %71, 1
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  store i32 %75, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %98

76:                                               ; preds = %60, %52
  %77 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %77, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %83 = icmp sgt i32 %81, %82
  br i1 %83, label %84, label %91

84:                                               ; preds = %76
  %85 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %88 = sub nsw i32 %87, 1
  %89 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %90 = call i32 @Strictly_smaller_num(ptr noundef %85, i32 noundef %86, i32 noundef %88, i32 noundef %89)
  store i32 %90, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %98

91:                                               ; preds = %76
  %92 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %94 = add nsw i32 %93, 1
  %95 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %96 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %97 = call i32 @Strictly_smaller_num(ptr noundef %92, i32 noundef %94, i32 noundef %95, i32 noundef %96)
  store i32 %97, ptr %5, align 4
  store i32 1, ptr %11, align 4
  br label %98

98:                                               ; preds = %91, %84, %69
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  br label %101

99:                                               ; preds = %36
  br label %100

100:                                              ; preds = %99
  br label %101

101:                                              ; preds = %100, %98, %29, %19
  %102 = load i32, ptr %5, align 4
  ret i32 %102
}

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}


; 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 [48 x i8], align 1

; Function Attrs: nofree nounwind uwtable
define dso_local i32 @Strictly_smaller_num(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sext i32 %1 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %8 = icmp sgt i32 %7, %3
  br i1 %8, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph.split

.lr.ph.split:                                     ; preds = %4, %tailrecurse.outer
  %.tr40.ph66 = phi i32 [ %.tr40485898, %tailrecurse.outer ], [ %2, %4 ]
  %.tr39.ph65 = phi i32 [ %29, %tailrecurse.outer ], [ %1, %4 ]
  %9 = sext i32 %.tr40.ph66 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %11, %3
  %.not97 = icmp slt i32 %.tr40.ph66, %.tr39.ph65
  %or.cond = or i1 %12, %.not97
  br i1 %or.cond, label %.loopexit, label %.lr.ph

tailrecurse.outer._crit_edge:                     ; preds = %tailrecurse.outer, %4
  %13 = tail call i32 (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull dereferenceable(1) @.str)
  br label %.loopexit

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.split, %tailrecurse
  %.tr40485898 = phi i32 [ %28, %tailrecurse ], [ %.tr40.ph66, %.lr.ph.split ]
  %14 = add nsw i32 %.tr40485898, %.tr39.ph65
  %15 = sdiv i32 %14, 2
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %16
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp eq i32 %18, %3
  br i1 %19, label %.split.us, label %20

20:                                               ; preds = %.lr.ph
  %21 = icmp sgt i32 %18, %3
  br i1 %21, label %22, label %tailrecurse.outer

22:                                               ; preds = %20
  %23 = getelementptr i8, ptr %17, i64 -4
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp slt i32 %24, %3
  br i1 %25, label %.split.us, label %tailrecurse

.split.us:                                        ; preds = %.lr.ph, %22
  %26 = getelementptr i8, ptr %17, i64 -4
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

tailrecurse:                                      ; preds = %22
  %28 = add nsw i32 %15, -1
  %.not.not = icmp sgt i32 %15, %.tr39.ph65
  br i1 %.not.not, label %.lr.ph, label %.loopexit

tailrecurse.outer:                                ; preds = %20
  %29 = add nsw i32 %15, 1
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp sgt i32 %32, %3
  br i1 %33, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph.split

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph.split, %tailrecurse, %.split.us, %tailrecurse.outer._crit_edge
  %.1 = phi i32 [ -1, %tailrecurse.outer._crit_edge ], [ %27, %.split.us ], [ undef, %tailrecurse ], [ %11, %.lr.ph.split ]
  ret i32 %.1
}

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

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" }

!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: BDCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass