; LLVM IR from kenjin/Awesome-LC-C-Cracker :: leetcode-c-sol/0378_kth-smallest-element-in-a-sorted-matrix (kthSmallest)

; 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 @kthSmallest(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %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 ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %16 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds ptr, ptr %16, i64 0
  %18 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %18, i64 0
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !9
  store i32 %20, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %21 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %23 = sub nsw i32 %22, 1
  %24 = sext i32 %23 to i64
  %25 = getelementptr inbounds ptr, ptr %21, i64 %24
  %26 = load ptr, ptr %25, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %28 = sub nsw i32 %27, 1
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  store i32 %31, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  br label %32

32:                                               ; preds = %95, %4
  %33 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp slt i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %96

36:                                               ; preds = %32
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %37 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %40 = sub nsw i32 %38, %39
  %41 = sdiv i32 %40, 2
  %42 = add nsw i32 %37, %41
  store i32 %42, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %43

43:                                               ; preds = %82, %36
  %44 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %46 = icmp slt i32 %44, %45
  br i1 %46, label %48, label %47

47:                                               ; preds = %43
  store i32 4, ptr %15, align 4
  br label %85

48:                                               ; preds = %43
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %49

49:                                               ; preds = %67, %48
  %50 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %52 = icmp slt i32 %50, %51
  br i1 %52, label %53, label %70

53:                                               ; preds = %49
  %54 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds ptr, ptr %54, i64 %56
  %58 = load ptr, ptr %57, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %60 = sext i32 %59 to i64
  %61 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 %60
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !9
  %63 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %64 = icmp sgt i32 %62, %63
  br i1 %64, label %65, label %66

65:                                               ; preds = %53
  br label %70

66:                                               ; preds = %53
  br label %67

67:                                               ; preds = %66
  %68 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %49, !llvm.loop !11

70:                                               ; preds = %65, %49
  %71 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %72 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %73 = add nsw i32 %72, %71
  store i32 %73, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %75 = icmp eq i32 %74, 0
  br i1 %75, label %80, label %76

76:                                               ; preds = %70
  %77 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %79 = icmp sge i32 %77, %78
  br i1 %79, label %80, label %81

80:                                               ; preds = %76, %70
  store i32 4, ptr %15, align 4
  br label %85

81:                                               ; preds = %76
  br label %82

82:                                               ; preds = %81
  %83 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %43, !llvm.loop !13

85:                                               ; preds = %80, %47
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %86

86:                                               ; preds = %85
  %87 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %88 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %89 = icmp slt i32 %87, %88
  br i1 %89, label %90, label %93

90:                                               ; preds = %86
  %91 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  store i32 %92, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %95

93:                                               ; preds = %86
  %94 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store i32 %94, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %95

95:                                               ; preds = %93, %90
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %32, !llvm.loop !14

96:                                               ; preds = %32
  %97 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 1, ptr %15, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  ret i32 %97
}

; 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 = !{!"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(read, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local i32 @kthSmallest(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef readnone %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = load ptr, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %6 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %7 = add nsw i32 %1, -1
  %8 = sext i32 %7 to i64
  %9 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %8
  %10 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %8
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %13 = icmp slt i32 %6, %12
  br i1 %13, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %4
  %14 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %14, label %.preheader.lr.ph.us.preheader, label %.lr.ph.split

.preheader.lr.ph.us.preheader:                    ; preds = %.lr.ph
  %15 = zext nneg i32 %1 to i64
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.preheader.lr.ph.us

.preheader.lr.ph.us:                              ; preds = %.preheader.lr.ph.us.preheader, %._crit_edge41.split.us.us
  %.02947.us = phi i32 [ %.130.us, %._crit_edge41.split.us.us ], [ %6, %.preheader.lr.ph.us.preheader ]
  %.03246.us = phi i32 [ %.133.us, %._crit_edge41.split.us.us ], [ %12, %.preheader.lr.ph.us.preheader ]
  %16 = sub nsw i32 %.03246.us, %.02947.us
  %17 = sdiv i32 %16, 2
  %18 = add nsw i32 %17, %.02947.us
  br label %.preheader.us.us

._crit_edge41.split.us.us:                        ; preds = %._crit_edge.us.us
  %19 = add nsw i32 %18, 1
  %.133.us = select i1 %.not.us.us, i32 %.03246.us, i32 %18
  %.130.us = select i1 %.not.us.us, i32 %19, i32 %.02947.us
  %20 = icmp slt i32 %.130.us, %.133.us
  br i1 %20, label %.preheader.lr.ph.us, label %._crit_edge, !llvm.loop !11

.preheader.us.us:                                 ; preds = %._crit_edge.us.us, %.preheader.lr.ph.us
  %indvars.iv57 = phi i64 [ %indvars.iv.next58, %._crit_edge.us.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph.us ]
  %.02839.us.us = phi i32 [ %29, %._crit_edge.us.us ], [ 0, %.preheader.lr.ph.us ]
  %21 = getelementptr inbounds ptr, ptr %0, i64 %indvars.iv57
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  br label %23

23:                                               ; preds = %27, %.preheader.us.us
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %27 ], [ 0, %.preheader.us.us ]
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %22, i64 %indvars.iv
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp sgt i32 %25, %18
  br i1 %26, label %._crit_edge.us.us.split.loop.exit61, label %27

27:                                               ; preds = %23
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge.us.us, label %23, !llvm.loop !13

._crit_edge.us.us.split.loop.exit61:              ; preds = %23
  %28 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv to i32
  br label %._crit_edge.us.us

._crit_edge.us.us:                                ; preds = %27, %._crit_edge.us.us.split.loop.exit61
  %.031.lcssa.us.us = phi i32 [ %28, %._crit_edge.us.us.split.loop.exit61 ], [ %1, %27 ]
  %29 = add nuw nsw i32 %.031.lcssa.us.us, %.02839.us.us
  %30 = icmp ne i32 %.031.lcssa.us.us, 0
  %.not.us.us = icmp slt i32 %29, %3
  %or.cond.us.us = select i1 %30, i1 %.not.us.us, i1 false
  %indvars.iv.next58 = add nuw nsw i64 %indvars.iv57, 1
  %31 = icmp ult i64 %indvars.iv.next58, %15
  %or.cond = select i1 %or.cond.us.us, i1 %31, i1 false
  br i1 %or.cond, label %.preheader.us.us, label %._crit_edge41.split.us.us, !llvm.loop !14

.lr.ph.split:                                     ; preds = %.lr.ph
  %32 = icmp sgt i32 %3, 0
  br i1 %32, label %._crit_edge, label %.lr.ph.split.split

.lr.ph.split.split:                               ; preds = %.lr.ph.split, %.lr.ph.split.split
  %.03246 = phi i32 [ %35, %.lr.ph.split.split ], [ %12, %.lr.ph.split ]
  %33 = sub nsw i32 %.03246, %6
  %34 = sdiv i32 %33, 2
  %35 = add nsw i32 %34, %6
  %36 = icmp sgt i32 %33, 1
  br i1 %36, label %.lr.ph.split.split, label %._crit_edge, !llvm.loop !11

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph.split.split, %._crit_edge41.split.us.us, %.lr.ph.split, %4
  %.032.lcssa = phi i32 [ %12, %4 ], [ %12, %.lr.ph.split ], [ %.133.us, %._crit_edge41.split.us.us ], [ %35, %.lr.ph.split.split ]
  ret i32 %.032.lcssa
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(read, inaccessiblemem: none) 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 = !{!"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}


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