; LLVM IR from Thre4dripper/DSA-Programs :: 17. Sorting Algorithms/QuickSort.ll (Z9QuickSortPiii)

; 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: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z9QuickSortPiii(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 slt i32 %11, %12
  br i1 %13, label %14, label %103

14:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %15 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %17 = sext i32 %16 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %15, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !9
  store i32 %19, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %21 = add nsw i32 %20, 1
  store i32 %21, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %22 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %22, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  br label %23

23:                                               ; preds = %75, %14
  %24 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp sle i32 %24, %25
  br i1 %26, label %27, label %76

27:                                               ; preds = %23
  br label %28

28:                                               ; preds = %36, %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 %7, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp sle i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %39

36:                                               ; preds = %28
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %38 = add nsw i32 %37, 1
  store i32 %38, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %28, !llvm.loop !11

39:                                               ; preds = %28
  br label %40

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

48:                                               ; preds = %40
  %49 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, -1
  store i32 %50, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %40, !llvm.loop !13

51:                                               ; preds = %40
  %52 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %53 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %54 = icmp sle i32 %52, %53
  br i1 %54, label %55, label %75

55:                                               ; preds = %51
  %56 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  store i32 %60, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  %66 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %68
  store i32 %65, ptr %69, align 4, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %71 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %71, i64 %73
  store i32 %70, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  br label %75

75:                                               ; preds = %55, %51
  br label %23, !llvm.loop !14

76:                                               ; preds = %23
  %77 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %77, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  store i32 %81, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %82 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds i32, ptr %82, i64 %84
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !9
  %87 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds i32, ptr %87, i64 %89
  store i32 %86, ptr %90, align 4, !tbaa !9
  %91 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %92 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %94 = sext i32 %93 to i64
  %95 = getelementptr inbounds i32, ptr %92, i64 %94
  store i32 %91, ptr %95, align 4, !tbaa !9
  %96 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %98 = sub nsw i32 %97, 1
  call void @_Z9QuickSortPiii(ptr noundef %96, i32 noundef 0, i32 noundef %98)
  %99 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %100 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %101 = add nsw i32 %100, 1
  %102 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @_Z9QuickSortPiii(ptr noundef %99, i32 noundef %101, i32 noundef %102)
  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 %103

103:                                              ; preds = %76, %3
  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 = { mustprogress 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++ 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: mustprogress nofree nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z9QuickSortPiii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp slt i32 %1, %2
  br i1 %4, label %.lr.ph, label %tailrecurse._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %tailrecurse
  %.tr4758 = phi i32 [ %29, %tailrecurse ], [ %1, %3 ]
  %5 = sext i32 %.tr4758 to i64
  %6 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %5
  %7 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %.not55.not = icmp slt i32 %.tr4758, %2
  br i1 %.not55.not, label %.preheader49.preheader, label %tailrecurse

.preheader49.preheader:                           ; preds = %.lr.ph
  %8 = add nsw i32 %.tr4758, 1
  br label %.preheader49

.preheader49:                                     ; preds = %22, %.preheader49.preheader
  %.057 = phi i32 [ %21, %22 ], [ %2, %.preheader49.preheader ]
  %.04056 = phi i32 [ %14, %22 ], [ %8, %.preheader49.preheader ]
  %9 = sext i32 %.04056 to i64
  br label %10

10:                                               ; preds = %10, %.preheader49
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %10 ], [ %9, %.preheader49 ]
  %11 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %12 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !5
  %.not45 = icmp sgt i32 %12, %7
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  br i1 %.not45, label %.preheader, label %10, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %10
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %14 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %15 = sext i32 %.057 to i64
  br label %16

16:                                               ; preds = %16, %.preheader
  %indvars.iv64 = phi i64 [ %indvars.iv.next65, %16 ], [ %15, %.preheader ]
  %17 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv64
  %18 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !5
  %19 = icmp sgt i32 %18, %7
  %indvars.iv.next65 = add nsw i64 %indvars.iv64, -1
  br i1 %19, label %16, label %20, !llvm.loop !11

20:                                               ; preds = %16
  %21 = trunc nsw i64 %indvars.iv64 to i32
  %.not46 = icmp sgt i64 %indvars.iv, %indvars.iv64
  br i1 %.not46, label %tailrecurse.loopexit, label %22

22:                                               ; preds = %20
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv64
  store i32 %18, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  store i32 %12, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  br label %.preheader49

tailrecurse.loopexit:                             ; preds = %20
  %.pre = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %tailrecurse.loopexit, %.lr.ph
  %24 = phi i32 [ %7, %.lr.ph ], [ %.pre, %tailrecurse.loopexit ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %2, %.lr.ph ], [ %21, %tailrecurse.loopexit ]
  %25 = sext i32 %.0.lcssa to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  store i32 %27, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  store i32 %24, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %.0.lcssa, -1
  tail call void @_Z9QuickSortPiii(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef 0, i32 noundef %28)
  %29 = add nsw i32 %.0.lcssa, 1
  %30 = icmp slt i32 %29, %2
  br i1 %30, label %.lr.ph, label %tailrecurse._crit_edge

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

attributes #0 = { mustprogress nofree 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++ 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,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass