; LLVM IR from xxks-kkk/algo :: sorting (sort)

; 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

declare void @swap(ptr noundef, ptr noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @insertionSort(ptr noundef, i32 noundef) #2

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @median3(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) #2

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @Qselect(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #2 {
  %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
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %12 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %13 = add nsw i32 %12, 3
  %14 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %15 = icmp sle i32 %13, %14
  br i1 %15, label %16, label %93

16:                                               ; preds = %4
  %17 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %20 = call i32 @median3(ptr noundef %17, i32 noundef %18, i32 noundef %19)
  store i32 %20, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %21, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = sub nsw i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %24

24:                                               ; preds = %60, %16
  br label %25

25:                                               ; preds = %34, %24
  %26 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp slt i32 %31, %32
  br i1 %33, label %34, label %35

34:                                               ; preds = %25
  br label %25, !llvm.loop !11

35:                                               ; preds = %25
  br label %36

36:                                               ; preds = %45, %35
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %39 = add nsw i32 %38, -1
  store i32 %39, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %44 = icmp sgt i32 %42, %43
  br i1 %44, label %45, label %46

45:                                               ; preds = %36
  br label %36, !llvm.loop !13

46:                                               ; preds = %36
  %47 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp slt i32 %47, %48
  br i1 %49, label %50, label %59

50:                                               ; preds = %46
  %51 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 %53
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %57
  call void @swap(ptr noundef %54, ptr noundef %58)
  br label %60

59:                                               ; preds = %46
  br label %61

60:                                               ; preds = %50
  br label %24

61:                                               ; preds = %59
  %62 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %62, i64 %64
  %66 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %68 = sub nsw i32 %67, 1
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %69
  call void @swap(ptr noundef %65, ptr noundef %70)
  %71 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %73 = icmp sle i32 %71, %72
  br i1 %73, label %74, label %80

74:                                               ; preds = %61
  %75 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %77 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %79 = sub nsw i32 %78, 1
  call void @Qselect(ptr noundef %75, i32 noundef %76, i32 noundef %77, i32 noundef %79)
  br label %92

80:                                               ; preds = %61
  %81 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %83 = add nsw i32 %82, 1
  %84 = icmp sgt i32 %81, %83
  br i1 %84, label %85, label %91

85:                                               ; preds = %80
  %86 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %87 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %88 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  %90 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @Qselect(ptr noundef %86, i32 noundef %87, i32 noundef %89, i32 noundef %90)
  br label %91

91:                                               ; preds = %85, %80
  br label %92

92:                                               ; preds = %91, %74
  br label %102

93:                                               ; preds = %4
  %94 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %95 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds i32, ptr %94, i64 %96
  %98 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %99 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %100 = sub nsw i32 %98, %99
  %101 = add nsw i32 %100, 1
  call void @insertionSort(ptr noundef %97, i32 noundef %101)
  br label %102

102:                                              ; preds = %93, %92
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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 = { 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 #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"}
!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"

declare void @swap(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @insertionSort(ptr noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local i32 @median3(ptr noundef, i32 noundef, i32 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @Qselect(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #1 {
  br label %tailrecurse.outer

tailrecurse.outer:                                ; preds = %31, %4
  %.tr50.ph = phi i32 [ %32, %31 ], [ %2, %4 ]
  %.tr51.ph = phi i32 [ %.tr51, %31 ], [ %3, %4 ]
  %5 = add nsw i32 %.tr50.ph, 3
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %tailrecurse.outer, %27
  %.tr51 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %.tr51.ph, %tailrecurse.outer ]
  %.not = icmp sgt i32 %5, %.tr51
  br i1 %.not, label %34, label %6

6:                                                ; preds = %tailrecurse
  %7 = tail call i32 @median3(ptr noundef %0, i32 noundef %.tr50.ph, i32 noundef %.tr51)
  %8 = add nsw i32 %.tr51, -1
  br label %9

9:                                                ; preds = %24, %6
  %.038 = phi i32 [ %8, %6 ], [ %26, %24 ]
  %.0 = phi i32 [ %.tr50.ph, %6 ], [ %16, %24 ]
  %10 = sext i32 %.0 to i64
  br label %11

11:                                               ; preds = %11, %9
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %11 ], [ %10, %9 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %14 = icmp slt i32 %13, %7
  br i1 %14, label %11, label %.preheader, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %11
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %16 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  %17 = sext i32 %.038 to i64
  br label %18

18:                                               ; preds = %.preheader, %18
  %indvars.iv65 = phi i64 [ %17, %.preheader ], [ %indvars.iv.next66, %18 ]
  %indvars.iv.next66 = add nsw i64 %indvars.iv65, -1
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next66
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %20, %7
  br i1 %21, label %18, label %22, !llvm.loop !11

22:                                               ; preds = %18
  %23 = icmp slt i64 %indvars.iv.next, %indvars.iv.next66
  br i1 %23, label %24, label %27

24:                                               ; preds = %22
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next66
  %26 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next66 to i32
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %15, ptr noundef nonnull %25) #2
  br label %9

27:                                               ; preds = %22
  %28 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %29 = sext i32 %8 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %29
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %15, ptr noundef %30) #2
  %.not48 = icmp slt i32 %16, %1
  br i1 %.not48, label %31, label %tailrecurse

31:                                               ; preds = %27
  %32 = add nsw i32 %28, 2
  %33 = icmp slt i32 %32, %1
  br i1 %33, label %tailrecurse.outer, label %.loopexit

34:                                               ; preds = %tailrecurse
  %35 = sext i32 %.tr50.ph to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %35
  %reass.sub = sub i32 %.tr51, %.tr50.ph
  %37 = add i32 %reass.sub, 1
  tail call void @insertionSort(ptr noundef %36, i32 noundef %37)
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %31, %34
  ret void
}

attributes #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 = { 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 = !{!"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: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass