; LLVM IR from MostafaTwfiq/C-DataStructures-And-Algorithms :: Algorithms/Searching/Sources (TernarySearch)

; 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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local i32 @ternarySearchHelper(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4, ptr noundef %5) #1 {
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca ptr, align 8
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = alloca i32, align 4
  %17 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %4, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store ptr %5, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %18 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp sgt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %21, label %22

21:                                               ; preds = %6
  store i32 -1, ptr %7, align 4
  br label %109

22:                                               ; preds = %6
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  %23 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %25 = sub nsw i32 %23, %24
  %26 = sdiv i32 %25, 3
  store i32 %26, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #2
  %27 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %29 = add nsw i32 %27, %28
  store i32 %29, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %16) #2
  %30 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %32 = sub nsw i32 %30, %31
  store i32 %32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %33 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %34 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %35 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %37 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %38 = mul nsw i32 %36, %37
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %35, i64 %39
  %41 = call i32 %33(ptr noundef %34, ptr noundef %40)
  %42 = icmp eq i32 %41, 0
  br i1 %42, label %43, label %45

43:                                               ; preds = %22
  %44 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  store i32 %44, ptr %7, align 4
  store i32 1, ptr %17, align 4
  br label %108

45:                                               ; preds = %22
  %46 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %47 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %48 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %50 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %51 = mul nsw i32 %49, %50
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i8, ptr %48, i64 %52
  %54 = call i32 %46(ptr noundef %47, ptr noundef %53)
  %55 = icmp eq i32 %54, 0
  br i1 %55, label %56, label %58

56:                                               ; preds = %45
  %57 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  store i32 %57, ptr %7, align 4
  store i32 1, ptr %17, align 4
  br label %108

58:                                               ; preds = %45
  %59 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %60 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %61 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %63 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %64 = mul nsw i32 %62, %63
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i8, ptr %61, i64 %65
  %67 = call i32 %59(ptr noundef %60, ptr noundef %66)
  %68 = icmp slt i32 %67, 0
  br i1 %68, label %69, label %78

69:                                               ; preds = %58
  %70 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %71 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %73 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %74 = sub nsw i32 %73, 1
  %75 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %76 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %77 = call i32 @ternarySearchHelper(ptr noundef %70, ptr noundef %71, i32 noundef %72, i32 noundef %74, i32 noundef %75, ptr noundef %76)
  store i32 %77, ptr %7, align 4
  store i32 1, ptr %17, align 4
  br label %108

78:                                               ; preds = %58
  %79 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %80 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %81 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %84 = mul nsw i32 %82, %83
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i8, ptr %81, i64 %85
  %87 = call i32 %79(ptr noundef %80, ptr noundef %86)
  %88 = icmp sgt i32 %87, 0
  br i1 %88, label %89, label %98

89:                                               ; preds = %78
  %90 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %91 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %93 = add nsw i32 %92, 1
  %94 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %95 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %96 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %97 = call i32 @ternarySearchHelper(ptr noundef %90, ptr noundef %91, i32 noundef %93, i32 noundef %94, i32 noundef %95, ptr noundef %96)
  store i32 %97, ptr %7, align 4
  store i32 1, ptr %17, align 4
  br label %108

98:                                               ; preds = %78
  %99 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %100 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %101 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %102 = add nsw i32 %101, 1
  %103 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %104 = sub nsw i32 %103, 1
  %105 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %106 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %107 = call i32 @ternarySearchHelper(ptr noundef %99, ptr noundef %100, i32 noundef %102, i32 noundef %104, i32 noundef %105, ptr noundef %106)
  store i32 %107, ptr %7, align 4
  store i32 1, ptr %17, align 4
  br label %108

108:                                              ; preds = %98, %89, %69, %56, %43
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %109

109:                                              ; preds = %108, %21
  %110 = load i32, ptr %7, align 4
  ret i32 %110
}

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


; 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
define dso_local i32 @ternarySearchHelper(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4, ptr nocapture noundef readonly %5) local_unnamed_addr #0 {
  %7 = icmp sgt i32 %2, %3
  br i1 %7, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %6, %tailrecurse.outer.backedge
  %.tr52.ph64 = phi i32 [ %.tr52.ph.be, %tailrecurse.outer.backedge ], [ %3, %6 ]
  %.tr51.ph63 = phi i32 [ %.tr51.ph.be, %tailrecurse.outer.backedge ], [ %2, %6 ]
  br label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph, %tailrecurse
  %.tr5258 = phi i32 [ %.tr52.ph64, %.lr.ph ], [ %27, %tailrecurse ]
  %9 = sub nsw i32 %.tr5258, %.tr51.ph63
  %10 = sdiv i32 %9, 3
  %11 = add nsw i32 %10, %.tr51.ph63
  %12 = sub nsw i32 %.tr5258, %10
  %13 = mul nsw i32 %11, %4
  %14 = sext i32 %13 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %14
  %16 = tail call i32 %5(ptr noundef %1, ptr noundef %15) #1
  %17 = icmp eq i32 %16, 0
  br i1 %17, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %18

18:                                               ; preds = %8
  %19 = mul nsw i32 %12, %4
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 %20
  %22 = tail call i32 %5(ptr noundef %1, ptr noundef %21) #1
  %23 = icmp eq i32 %22, 0
  br i1 %23, label %tailrecurse.outer._crit_edge, label %24

24:                                               ; preds = %18
  %25 = tail call i32 %5(ptr noundef %1, ptr noundef %15) #1
  %26 = icmp slt i32 %25, 0
  br i1 %26, label %tailrecurse, label %tailrecurse.outer.backedge

tailrecurse:                                      ; preds = %24
  %27 = add nsw i32 %11, -1
  %.not66 = icmp sgt i32 %9, 2
  br i1 %.not66, label %8, label %tailrecurse.outer._crit_edge

tailrecurse.outer.backedge:                       ; preds = %24
  %28 = tail call i32 %5(ptr noundef %1, ptr noundef %21) #1
  %29 = icmp sgt i32 %28, 0
  %30 = add nsw i32 %12, -1
  %.tr51.ph.be.v = select i1 %29, i32 %12, i32 %11
  %.tr51.ph.be = add nsw i32 %.tr51.ph.be.v, 1
  %.tr52.ph.be = select i1 %29, i32 %.tr5258, i32 %30
  %.not = icmp slt i32 %.tr51.ph.be.v, %.tr52.ph.be
  br i1 %.not, label %.lr.ph, label %tailrecurse.outer._crit_edge

tailrecurse.outer._crit_edge:                     ; preds = %tailrecurse.outer.backedge, %tailrecurse, %18, %8, %6
  %.1 = phi i32 [ -1, %6 ], [ %11, %8 ], [ %12, %18 ], [ -1, %tailrecurse ], [ -1, %tailrecurse.outer.backedge ]
  ret i32 %.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 = { 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)"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass