; LLVM IR from jingweizhanghuai/Morn :: src/math/morn_math_common.ll (Permutation)

; 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 i32 @_Permutation(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %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
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %11 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %13 = sub nsw i32 %12, 2
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %17 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %19 = sub nsw i32 %18, 1
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %17, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  %23 = icmp slt i32 %16, %22
  br i1 %23, label %24, label %48

24:                                               ; preds = %2
  %25 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %27 = sub nsw i32 %26, 2
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !9
  store i32 %30, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %31 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %33 = sub nsw i32 %32, 1
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !9
  %37 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %39 = sub nsw i32 %38, 2
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %40
  store i32 %36, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %42 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %43 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %45 = sub nsw i32 %44, 1
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %46
  store i32 %42, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %155

48:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %49 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %50 = sub nsw i32 %49, 3
  store i32 %50, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %51

51:                                               ; preds = %69, %48
  %52 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp sge i32 %52, 0
  br i1 %53, label %54, label %72

54:                                               ; preds = %51
  %55 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  %60 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %60, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = icmp slt i32 %59, %65
  br i1 %66, label %67, label %68

67:                                               ; preds = %54
  br label %72

68:                                               ; preds = %54
  br label %69

69:                                               ; preds = %68
  %70 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, -1
  store i32 %71, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %51, !llvm.loop !11

72:                                               ; preds = %67, %51
  %73 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %74 = icmp slt i32 %73, 0
  br i1 %74, label %75, label %76

75:                                               ; preds = %72
  store i32 -1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %7, align 4
  br label %154

76:                                               ; preds = %72
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %77 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %78 = sub nsw i32 %77, 1
  store i32 %78, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %79

79:                                               ; preds = %116, %76
  %80 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %82 = icmp sgt i32 %80, %81
  br i1 %82, label %83, label %119

83:                                               ; preds = %79
  %84 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %84, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %89 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds i32, ptr %89, i64 %91
  %93 = load i32, ptr %92, align 4, !tbaa !9
  %94 = icmp sgt i32 %88, %93
  br i1 %94, label %95, label %115

95:                                               ; preds = %83
  %96 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %8, 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 %6, align 4, !tbaa !9
  %101 = load ptr, ptr %4, 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 %4, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %8, 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 %6, align 4, !tbaa !9
  %111 = load ptr, ptr %4, 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
  br label %119

115:                                              ; preds = %83
  br label %116

116:                                              ; preds = %115
  %117 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %118 = add nsw i32 %117, -1
  store i32 %118, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %79, !llvm.loop !13

119:                                              ; preds = %95, %79
  %120 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %121 = sub nsw i32 %120, 1
  store i32 %121, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %122 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %123 = add nsw i32 %122, 1
  store i32 %123, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %124

124:                                              ; preds = %148, %119
  %125 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %126 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %127 = icmp sgt i32 %125, %126
  br i1 %127, label %128, label %153

128:                                              ; preds = %124
  %129 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %130 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %131 = sext i32 %130 to i64
  %132 = getelementptr inbounds i32, ptr %129, i64 %131
  %133 = load i32, ptr %132, align 4, !tbaa !9
  store i32 %133, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %134 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %135 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %136 = sext i32 %135 to i64
  %137 = getelementptr inbounds i32, ptr %134, i64 %136
  %138 = load i32, ptr %137, align 4, !tbaa !9
  %139 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %140 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %141 = sext i32 %140 to i64
  %142 = getelementptr inbounds i32, ptr %139, i64 %141
  store i32 %138, ptr %142, align 4, !tbaa !9
  %143 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %144 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %145 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %146 = sext i32 %145 to i64
  %147 = getelementptr inbounds i32, ptr %144, i64 %146
  store i32 %143, ptr %147, align 4, !tbaa !9
  br label %148

148:                                              ; preds = %128
  %149 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %150 = add nsw i32 %149, -1
  store i32 %150, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %151 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %152 = add nsw i32 %151, 1
  store i32 %152, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %124, !llvm.loop !14

153:                                              ; preds = %124
  store i32 1, ptr %3, align 4
  store i32 1, ptr %7, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %154

154:                                              ; preds = %153, %75
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  br label %155

155:                                              ; preds = %154, %24
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %156 = load i32, ptr %3, align 4
  ret i32 %156
}

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}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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"

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local range(i32 -1, 2) i32 @_Permutation(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = sext i32 %1 to i64
  %4 = getelementptr i32, ptr %0, i64 %3
  %5 = getelementptr i8, ptr %4, i64 -8
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %7 = add nsw i32 %1, -1
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %8
  %10 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %11 = icmp slt i32 %6, %10
  br i1 %11, label %12, label %13

12:                                               ; preds = %2
  store i32 %10, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %6, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %.thread

13:                                               ; preds = %2
  %14 = icmp sgt i32 %1, 2
  br i1 %14, label %.lr.ph.preheader, label %.thread

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %13
  %15 = add nsw i32 %1, -3
  %16 = add nsw i32 %1, -2
  %17 = zext nneg i32 %16 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %25
  %indvars.iv = phi i64 [ %17, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %25 ]
  %.05466 = phi i32 [ %15, %.lr.ph.preheader ], [ %26, %25 ]
  %18 = zext nneg i32 %.05466 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 4
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp slt i32 %20, %22
  br i1 %23, label %.preheader, label %25

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph
  %24 = icmp sgt i32 %7, %.05466
  br i1 %24, label %.lr.ph70, label %.loopexit

25:                                               ; preds = %.lr.ph
  %26 = add nsw i32 %.05466, -1
  %27 = icmp sgt i32 %.05466, 0
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  br i1 %27, label %.lr.ph, label %.thread, !llvm.loop !9

28:                                               ; preds = %.lr.ph70
  %29 = add nsw i32 %.05369, -1
  %30 = icmp sgt i32 %29, %.05466
  br i1 %30, label %.lr.ph70, label %.loopexit, !llvm.loop !11

.lr.ph70:                                         ; preds = %.preheader, %28
  %.05369 = phi i32 [ %29, %28 ], [ %7, %.preheader ]
  %31 = zext nneg i32 %.05369 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp sgt i32 %33, %20
  br i1 %34, label %35, label %28

35:                                               ; preds = %.lr.ph70
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %31
  store i32 %33, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  store i32 %20, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %28, %.preheader, %35
  %.071 = add nuw nsw i32 %.05466, 1
  %37 = icmp sgt i32 %7, %.071
  br i1 %37, label %.lr.ph74, label %.thread

.lr.ph74:                                         ; preds = %.loopexit, %.lr.ph74
  %indvars.iv81 = phi i64 [ %indvars.iv.next82, %.lr.ph74 ], [ %indvars.iv, %.loopexit ]
  %.172 = phi i32 [ %43, %.lr.ph74 ], [ %7, %.loopexit ]
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv81
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %40 = zext nneg i32 %.172 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  store i32 %42, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  store i32 %39, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = add nsw i32 %.172, -1
  %indvars.iv.next82 = add nuw nsw i64 %indvars.iv81, 1
  %44 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next82 to i32
  %45 = icmp sgt i32 %43, %44
  br i1 %45, label %.lr.ph74, label %.thread, !llvm.loop !12

.thread:                                          ; preds = %25, %.lr.ph74, %13, %.loopexit, %12
  %.156 = phi i32 [ 1, %12 ], [ 1, %.loopexit ], [ -1, %13 ], [ 1, %.lr.ph74 ], [ -1, %25 ]
  ret i32 %.156
}

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"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


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