; LLVM IR from xuxping/codelife :: algorthms/array (count_inverse_pair)

; 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 i32 @countInversePairCore(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = 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
  %16 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = sub nsw i32 %16, %17
  %19 = add nsw i32 %18, 1
  %20 = zext i32 %19 to i64
  %21 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %21, ptr %9, align 8
  %22 = alloca i32, i64 %20, align 16
  store i64 %20, ptr %10, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %23, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = add nsw i32 %24, 1
  store i32 %25, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #3
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %26

26:                                               ; preds = %76, %4
  %27 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp sle i32 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %34

30:                                               ; preds = %26
  %31 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp sle i32 %31, %32
  br label %34

34:                                               ; preds = %30, %26
  %35 = phi i1 [ false, %26 ], [ %33, %30 ]
  br i1 %35, label %36, label %77

36:                                               ; preds = %34
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !9
  %42 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  %47 = icmp sgt i32 %41, %46
  br i1 %47, label %48, label %65

48:                                               ; preds = %36
  %49 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %51 = sub nsw i32 %49, %50
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  %53 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %54 = add nsw i32 %53, %52
  store i32 %54, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %56 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %61 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %63
  store i32 %60, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  br label %76

65:                                               ; preds = %36
  %66 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %68 = add nsw i32 %67, 1
  store i32 %68, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %69 = sext i32 %67 to i64
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %69
  %71 = load i32, ptr %70, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %73 = add nsw i32 %72, 1
  store i32 %73, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %74 = sext i32 %72 to i64
  %75 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %74
  store i32 %71, ptr %75, align 4, !tbaa !9
  br label %76

76:                                               ; preds = %65, %48
  br label %26, !llvm.loop !11

77:                                               ; preds = %34
  br label %78

78:                                               ; preds = %82, %77
  %79 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %80 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %81 = icmp sle i32 %79, %80
  br i1 %81, label %82, label %93

82:                                               ; preds = %78
  %83 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %85 = add nsw i32 %84, 1
  store i32 %85, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %84 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %89 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %90 = add nsw i32 %89, 1
  store i32 %90, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %91 = sext i32 %89 to i64
  %92 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %91
  store i32 %88, ptr %92, align 4, !tbaa !9
  br label %78, !llvm.loop !13

93:                                               ; preds = %78
  br label %94

94:                                               ; preds = %98, %93
  %95 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %96 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %97 = icmp sle i32 %95, %96
  br i1 %97, label %98, label %109

98:                                               ; preds = %94
  %99 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %101 = add nsw i32 %100, 1
  store i32 %101, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %102 = sext i32 %100 to i64
  %103 = getelementptr inbounds i32, ptr %99, i64 %102
  %104 = load i32, ptr %103, align 4, !tbaa !9
  %105 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %106 = add nsw i32 %105, 1
  store i32 %106, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %107 = sext i32 %105 to i64
  %108 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %107
  store i32 %104, ptr %108, align 4, !tbaa !9
  br label %94, !llvm.loop !14

109:                                              ; preds = %94
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #3
  store i32 0, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %110

110:                                              ; preds = %129, %109
  %111 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %113 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %114 = sub nsw i32 %112, %113
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  %116 = icmp slt i32 %111, %115
  br i1 %116, label %118, label %117

117:                                              ; preds = %110
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #3
  br label %132

118:                                              ; preds = %110
  %119 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %120 = sext i32 %119 to i64
  %121 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %120
  %122 = load i32, ptr %121, align 4, !tbaa !9
  %123 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %124 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %125 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %126 = add nsw i32 %124, %125
  %127 = sext i32 %126 to i64
  %128 = getelementptr inbounds i32, ptr %123, i64 %127
  store i32 %122, ptr %128, align 4, !tbaa !9
  br label %129

129:                                              ; preds = %118
  %130 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %131 = add nsw i32 %130, 1
  store i32 %131, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %110, !llvm.loop !15

132:                                              ; preds = %117
  %133 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %134 = load ptr, ptr %9, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %134)
  ret i32 %133
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #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

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #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 }
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}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !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 i32 @countInversePairCore(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sub nsw i32 %3, %1
  %6 = add nsw i32 %5, 1
  %7 = zext i32 %6 to i64
  %8 = alloca i32, i64 %7, align 16
  %9 = add i32 %2, 1
  %10 = icmp sle i32 %1, %2
  %11 = icmp slt i32 %2, %3
  %12 = and i1 %10, %11
  br i1 %12, label %.lr.ph, label %.preheader55

.preheader55.loopexit:                            ; preds = %37
  %13 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.preheader55

.preheader55:                                     ; preds = %.preheader55.loopexit, %4
  %.046.lcssa = phi i32 [ %1, %4 ], [ %.147, %.preheader55.loopexit ]
  %.043.lcssa = phi i32 [ %9, %4 ], [ %.144, %.preheader55.loopexit ]
  %.041.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %13, %.preheader55.loopexit ]
  %.040.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %.1, %.preheader55.loopexit ]
  %.not63 = icmp sgt i32 %.046.lcssa, %2
  br i1 %.not63, label %.preheader54, label %.lr.ph66.preheader

.lr.ph66.preheader:                               ; preds = %.preheader55
  %14 = zext i32 %.041.lcssa to i64
  %15 = shl nuw nsw i64 %14, 2
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %8, i64 %15
  %16 = sext i32 %.046.lcssa to i64
  %17 = shl nsw i64 %16, 2
  %scevgep76 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %17
  %18 = sub i32 %2, %.046.lcssa
  %19 = zext i32 %18 to i64
  %20 = shl nuw nsw i64 %19, 2
  %21 = add nuw nsw i64 %20, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep76, i64 %21, i1 false), !tbaa !5
  %22 = add i32 %.041.lcssa, %18
  %23 = add i32 %22, 1
  br label %.preheader54

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %37
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %37 ], [ 0, %4 ]
  %.04059 = phi i32 [ %.1, %37 ], [ 0, %4 ]
  %.04357 = phi i32 [ %.144, %37 ], [ %9, %4 ]
  %.04656 = phi i32 [ %.147, %37 ], [ %1, %4 ]
  %24 = sext i32 %.04656 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %.04357 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp sgt i32 %26, %29
  br i1 %30, label %31, label %35

31:                                               ; preds = %.lr.ph
  %32 = sub i32 %9, %.04656
  %33 = add nsw i32 %32, %.04059
  %34 = add nsw i32 %.04357, 1
  br label %37

35:                                               ; preds = %.lr.ph
  %36 = add nsw i32 %.04656, 1
  br label %37

37:                                               ; preds = %35, %31
  %.sink = phi i32 [ %29, %31 ], [ %26, %35 ]
  %.147 = phi i32 [ %.04656, %31 ], [ %36, %35 ]
  %.144 = phi i32 [ %34, %31 ], [ %.04357, %35 ]
  %.1 = phi i32 [ %33, %31 ], [ %.04059, %35 ]
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %38, align 4
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %39 = icmp sle i32 %.147, %2
  %40 = icmp sle i32 %.144, %3
  %41 = select i1 %39, i1 %40, i1 false
  br i1 %41, label %.lr.ph, label %.preheader55.loopexit, !llvm.loop !9

.preheader54:                                     ; preds = %.lr.ph66.preheader, %.preheader55
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.041.lcssa, %.preheader55 ], [ %23, %.lr.ph66.preheader ]
  %.not5268 = icmp sgt i32 %.043.lcssa, %3
  br i1 %.not5268, label %.preheader, label %.lr.ph71.preheader

.lr.ph71.preheader:                               ; preds = %.preheader54
  %42 = zext i32 %.2.lcssa to i64
  %43 = shl nuw nsw i64 %42, 2
  %scevgep84 = getelementptr i8, ptr %8, i64 %43
  %44 = sext i32 %.043.lcssa to i64
  %45 = shl nsw i64 %44, 2
  %scevgep85 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %45
  %46 = sub i32 %3, %.043.lcssa
  %47 = zext i32 %46 to i64
  %48 = shl nuw nsw i64 %47, 2
  %49 = add nuw nsw i64 %48, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep84, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep85, i64 %49, i1 false), !tbaa !5
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph71.preheader, %.preheader54
  %.not5372 = icmp slt i32 %5, 0
  br i1 %.not5372, label %._crit_edge, label %.lr.ph74.preheader

.lr.ph74.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %50 = sext i32 %1 to i64
  %51 = shl nsw i64 %50, 2
  %scevgep93 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %51
  %52 = add i32 %3, 1
  %53 = sub i32 %52, %1
  %54 = zext i32 %53 to i64
  %55 = shl nuw nsw i64 %54, 2
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %scevgep93, ptr nonnull align 16 %8, i64 %55, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph74.preheader, %.preheader
  ret i32 %.040.lcssa
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #1

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }

!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"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MergedLoadStoreMotionPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass