; LLVM IR from sgtlaugh/algovault :: code_library/misc (combsort)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @combsort(i32 noundef %0, ptr 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
  store i32 %0, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %9 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %10 = icmp sle i32 %9, 1
  br i1 %10, label %11, label %12

11:                                               ; preds = %2
  br label %81

12:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %13 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %13, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %14

14:                                               ; preds = %79, %12
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %16 = icmp ne i32 %15, 1
  br i1 %16, label %20, label %17

17:                                               ; preds = %14
  %18 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp ne i32 %18, 0
  br label %20

20:                                               ; preds = %17, %14
  %21 = phi i1 [ true, %14 ], [ %19, %17 ]
  br i1 %21, label %22, label %80

22:                                               ; preds = %20
  store i32 0, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp ne i32 %23, 1
  br i1 %24, label %25, label %30

25:                                               ; preds = %22
  %26 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %27 = sitofp i32 %26 to double
  %28 = fmul double %27, 7.742500e-01
  %29 = fptosi double %28 to i32
  store i32 %29, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %25, %22
  store i32 0, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %31

31:                                               ; preds = %76, %30
  %32 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %34 = add nsw i32 %32, %33
  %35 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %36 = icmp slt i32 %34, %35
  br i1 %36, label %37, label %79

37:                                               ; preds = %31
  %38 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !5
  %43 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %44 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %44, %45
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = icmp sgt i32 %42, %49
  br i1 %50, label %51, label %75

51:                                               ; preds = %37
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %52 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  store i32 %56, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %57 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %58 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %60 = add nsw i32 %58, %59
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %57, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %64 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %66
  store i32 %63, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %69 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %72 = add nsw i32 %70, %71
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %69, i64 %73
  store i32 %68, ptr %74, align 4, !tbaa !5
  br label %75

75:                                               ; preds = %51, %37
  br label %76

76:                                               ; preds = %75
  %77 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %78 = add nsw i32 %77, 1
  store i32 %78, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %31, !llvm.loop !11

79:                                               ; preds = %31
  br label %14, !llvm.loop !13

80:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %81

81:                                               ; preds = %80, %11
  ret void
}

; 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 = { 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !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 void @combsort(i32 noundef %0, ptr nocapture noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp slt i32 %0, 2
  br i1 %3, label %.loopexit32, label %.preheader

.loopexit.loopexit.unr-lcssa:                     ; preds = %30, %.lr.ph.preheader
  %.2.lcssa.ph = phi i32 [ poison, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %30 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %30 ]
  %.134.unr = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.2.1, %30 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.loopexit, label %.lr.ph.epil

.lr.ph.epil:                                      ; preds = %.loopexit.loopexit.unr-lcssa
  %4 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv.unr
  %5 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %gep.epil = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.unr
  %6 = load i32, ptr %gep.epil, align 4, !tbaa !5
  %7 = icmp sgt i32 %5, %6
  br i1 %7, label %8, label %.loopexit

8:                                                ; preds = %.lr.ph.epil
  store i32 %6, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %5, ptr %gep.epil, align 4, !tbaa !5
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, %8, %.lr.ph.epil, %.preheader
  %.1.lcssa = phi i32 [ 0, %.preheader ], [ %.2.lcssa.ph, %.loopexit.loopexit.unr-lcssa ], [ 1, %8 ], [ %.134.unr, %.lr.ph.epil ]
  %9 = icmp ne i32 %.126, 1
  %10 = icmp ne i32 %.1.lcssa, 0
  %11 = select i1 %9, i1 true, i1 %10
  br i1 %11, label %.preheader, label %.loopexit32, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %2, %.loopexit
  %12 = phi i1 [ %9, %.loopexit ], [ true, %2 ]
  %.02535 = phi i32 [ %.126, %.loopexit ], [ %0, %2 ]
  %13 = sitofp i32 %.02535 to double
  %14 = fmul double %13, 7.742500e-01
  %15 = fptosi double %14 to i32
  %.126 = select i1 %12, i32 %15, i32 1
  %16 = icmp slt i32 %.126, %0
  br i1 %16, label %.lr.ph.preheader, label %.loopexit

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %17 = sext i32 %.126 to i64
  %18 = sub i32 %0, %.126
  %wide.trip.count = zext i32 %18 to i64
  %invariant.gep = getelementptr i32, ptr %1, i64 %17
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count, 1
  %19 = icmp eq i32 %18, 1
  br i1 %19, label %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.preheader.new

.lr.ph.preheader.new:                             ; preds = %.lr.ph.preheader
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count, 4294967294
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %30, %.lr.ph.preheader.new
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %30 ]
  %.134 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %.2.1, %30 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader.new ], [ %niter.next.1, %30 ]
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv
  %22 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp sgt i32 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %.lr.ph.1

24:                                               ; preds = %.lr.ph
  store i32 %22, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  store i32 %21, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph.1

.lr.ph.1:                                         ; preds = %.lr.ph, %24
  %.2 = phi i32 [ 1, %24 ], [ %.134, %.lr.ph ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv.next
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %gep.1 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv.next
  %27 = load i32, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp sgt i32 %26, %27
  br i1 %28, label %29, label %30

29:                                               ; preds = %.lr.ph.1
  store i32 %27, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  store i32 %26, ptr %gep.1, align 4, !tbaa !5
  br label %30

30:                                               ; preds = %29, %.lr.ph.1
  %.2.1 = phi i32 [ 1, %29 ], [ %.2, %.lr.ph.1 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %.loopexit.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph, !llvm.loop !11

.loopexit32:                                      ; preds = %.loopexit, %2
  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"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}


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