; LLVM IR from xuxping/codelife :: algorthms/sort (quick_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: nounwind uwtable
declare dso_local void @swap(ptr noundef, ptr noundef) #0

; 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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @quicksort1(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %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
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp sge i32 %11, %12
  br i1 %13, label %14, label %15

14:                                               ; preds = %3
  br label %100

15:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %16, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %17, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %18 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !9
  store i32 %22, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %23

23:                                               ; preds = %76, %15
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp ne i32 %24, %25
  br i1 %26, label %27, label %77

27:                                               ; preds = %23
  br label %28

28:                                               ; preds = %42, %27
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = sext i32 %30 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %29, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp sge i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %40

36:                                               ; preds = %28
  %37 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp slt i32 %37, %38
  br label %40

40:                                               ; preds = %36, %28
  %41 = phi i1 [ false, %28 ], [ %39, %36 ]
  br i1 %41, label %42, label %45

42:                                               ; preds = %40
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = add nsw i32 %43, -1
  store i32 %44, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !11

45:                                               ; preds = %40
  br label %46

46:                                               ; preds = %60, %45
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp sle i32 %51, %52
  br i1 %53, label %54, label %58

54:                                               ; preds = %46
  %55 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %56 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %57 = icmp slt i32 %55, %56
  br label %58

58:                                               ; preds = %54, %46
  %59 = phi i1 [ false, %46 ], [ %57, %54 ]
  br i1 %59, label %60, label %63

60:                                               ; preds = %58
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  br label %46, !llvm.loop !13

63:                                               ; preds = %58
  %64 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %66 = icmp slt i32 %64, %65
  br i1 %66, label %67, label %76

67:                                               ; preds = %63
  %68 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %68, i64 %70
  %72 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %73 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %74
  call void @swap(ptr noundef %71, ptr noundef %75)
  br label %76

76:                                               ; preds = %67, %63
  br label %23, !llvm.loop !14

77:                                               ; preds = %23
  %78 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !9
  %83 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %85
  store i32 %82, ptr %86, align 4, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %88 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  store i32 %87, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  %92 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %94 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %95 = sub nsw i32 %94, 1
  call void @quicksort1(ptr noundef %92, i32 noundef %93, i32 noundef %95)
  %96 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %98 = add nsw i32 %97, 1
  %99 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @quicksort1(ptr noundef %96, i32 noundef %98, i32 noundef %99)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  br label %100

100:                                              ; preds = %77, %14
  ret void
}

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 = !{!"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: nounwind uwtable
declare dso_local void @swap(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @quicksort1(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %.not51 = icmp slt i32 %1, %2
  br i1 %.not51, label %.lr.ph, label %tailrecurse._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %tailrecurse
  %.tr4352 = phi i32 [ %32, %tailrecurse ], [ %1, %3 ]
  %4 = sext i32 %.tr4352 to i64
  %5 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %4
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  br label %.preheader45

.preheader45:                                     ; preds = %.lr.ph, %28
  %.050 = phi i32 [ %.tr4352, %.lr.ph ], [ %25, %28 ]
  %.03849 = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %16, %28 ]
  %7 = sext i32 %.03849 to i64
  %8 = sext i32 %.050 to i64
  br label %9

9:                                                ; preds = %9, %.preheader45
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %9 ], [ %7, %.preheader45 ]
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp sge i32 %11, %6
  %13 = icmp sgt i64 %indvars.iv, %8
  %14 = and i1 %13, %12
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  br i1 %14, label %9, label %.preheader, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %9
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %16 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %sext = shl i64 %indvars.iv, 32
  %17 = ashr exact i64 %sext, 32
  br label %18

18:                                               ; preds = %18, %.preheader
  %indvars.iv56 = phi i64 [ %indvars.iv.next57, %18 ], [ %8, %.preheader ]
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv56
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sle i32 %20, %6
  %22 = icmp slt i64 %indvars.iv56, %17
  %23 = and i1 %22, %21
  %indvars.iv.next57 = add nsw i64 %indvars.iv56, 1
  br i1 %23, label %18, label %24, !llvm.loop !11

24:                                               ; preds = %18
  %25 = trunc nsw i64 %indvars.iv56 to i32
  br i1 %22, label %26, label %28

26:                                               ; preds = %24
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv56
  tail call void @swap(ptr noundef nonnull %27, ptr noundef nonnull %15)
  br label %28

28:                                               ; preds = %26, %24
  %.not42 = icmp eq i64 %indvars.iv56, %indvars.iv
  br i1 %.not42, label %tailrecurse, label %.preheader45, !llvm.loop !12

tailrecurse:                                      ; preds = %28
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %17
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  store i32 %30, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %6, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = add nsw i32 %16, -1
  tail call void @quicksort1(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef %.tr4352, i32 noundef %31)
  %32 = add nsw i32 %16, 1
  %.not = icmp slt i32 %32, %2
  br i1 %.not, label %.lr.ph, label %tailrecurse._crit_edge

tailrecurse._crit_edge:                           ; preds = %tailrecurse, %3
  ret void
}

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" }

!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,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass