; LLVM IR from narke/Aragveli :: src/kernel/memory (heap)

; 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"

%struct.anon = type { ptr }
%struct.anon.0 = type { ptr }
%struct.memory_range = type { i64, i64, %struct.anon.1 }
%struct.anon.1 = type { ptr }

@heap = external dso_local global i64, align 8
@free_ranges = external dso_local global %struct.anon, align 8
@used_ranges = external dso_local global %struct.anon.0, align 8
@.str = external hidden unnamed_addr constant [14 x i8], align 1

; 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 ptr @heap_alloc(i64 noundef %0) #1 {
  %2 = alloca ptr, align 8
  %3 = alloca i64, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca i64, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  store i64 %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %4) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #3
  %9 = load ptr, ptr @free_ranges, align 8, !tbaa !9
  %10 = icmp eq ptr %9, null
  br i1 %10, label %11, label %12

11:                                               ; preds = %1
  store ptr null, ptr %2, align 8
  store i32 1, ptr %6, align 4
  br label %132

12:                                               ; preds = %1
  %13 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %14 = icmp ult i64 %13, 4096
  br i1 %14, label %15, label %16

15:                                               ; preds = %12
  br label %19

16:                                               ; preds = %12
  %17 = load i64, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %18 = udiv i64 %17, 4096
  br label %19

19:                                               ; preds = %16, %15
  %20 = phi i64 [ 1, %15 ], [ %18, %16 ]
  store i64 %20, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = load ptr, ptr @free_ranges, align 8, !tbaa !9
  store ptr %21, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  br label %22

22:                                               ; preds = %126, %19
  %23 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %24 = icmp ne ptr %23, null
  br i1 %24, label %25, label %131

25:                                               ; preds = %22
  %26 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %27 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %26, i32 0, i32 1
  %28 = load i64, ptr %27, align 8, !tbaa !13
  %29 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %30 = icmp uge i64 %28, %29
  br i1 %30, label %31, label %125

31:                                               ; preds = %25
  %32 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %33 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %32, i32 0, i32 1
  %34 = load i64, ptr %33, align 8, !tbaa !13
  %35 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %36 = icmp ugt i64 %34, %35
  br i1 %36, label %37, label %72

37:                                               ; preds = %31
  %38 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %39 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %40 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %39, i32 0, i32 1
  %41 = load i64, ptr %40, align 8, !tbaa !13
  %42 = sub i64 %41, %38
  store i64 %42, ptr %40, align 8, !tbaa !13
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #3
  %43 = load i64, ptr @heap, align 8, !tbaa !5
  %44 = inttoptr i64 %43 to ptr
  store ptr %44, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %45 = load i64, ptr @heap, align 8, !tbaa !5
  %46 = add i64 %45, 24
  store i64 %46, ptr @heap, align 8, !tbaa !5
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %48 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %47, i32 0, i32 0
  %49 = load i64, ptr %48, align 8, !tbaa !15
  %50 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %51 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %50, i32 0, i32 1
  %52 = load i64, ptr %51, align 8, !tbaa !13
  %53 = mul i64 %52, 4096
  %54 = add i64 %49, %53
  %55 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %56 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %55, i32 0, i32 0
  store i64 %54, ptr %56, align 8, !tbaa !15
  %57 = load i64, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %58 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %59 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %58, i32 0, i32 1
  store i64 %57, ptr %59, align 8, !tbaa !13
  br label %60

60:                                               ; preds = %37
  %61 = load ptr, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !9
  %62 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %63 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %62, i32 0, i32 2
  %64 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %63, i32 0, i32 0
  store ptr %61, ptr %64, align 8, !tbaa !16
  %65 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  store ptr %65, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !9
  br label %66

66:                                               ; preds = %60
  br label %67

67:                                               ; preds = %66
  %68 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !12
  %69 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %68, i32 0, i32 0
  %70 = load i64, ptr %69, align 8, !tbaa !15
  %71 = inttoptr i64 %70 to ptr
  store ptr %71, ptr %2, align 8
  store i32 1, ptr %6, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #3
  br label %132

72:                                               ; preds = %31
  br label %73

73:                                               ; preds = %72
  %74 = load ptr, ptr @free_ranges, align 8, !tbaa !9
  %75 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %76 = icmp eq ptr %74, %75
  br i1 %76, label %77, label %85

77:                                               ; preds = %73
  br label %78

78:                                               ; preds = %77
  %79 = load ptr, ptr @free_ranges, align 8, !tbaa !9
  %80 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %79, i32 0, i32 2
  %81 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %80, i32 0, i32 0
  %82 = load ptr, ptr %81, align 8, !tbaa !16
  store ptr %82, ptr @free_ranges, align 8, !tbaa !9
  br label %83

83:                                               ; preds = %78
  br label %84

84:                                               ; preds = %83
  br label %110

85:                                               ; preds = %73
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %86 = load ptr, ptr @free_ranges, align 8, !tbaa !9
  store ptr %86, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  br label %87

87:                                               ; preds = %94, %85
  %88 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  %89 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %88, i32 0, i32 2
  %90 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %89, i32 0, i32 0
  %91 = load ptr, ptr %90, align 8, !tbaa !16
  %92 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %93 = icmp ne ptr %91, %92
  br i1 %93, label %94, label %99

94:                                               ; preds = %87
  %95 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  %96 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %95, i32 0, i32 2
  %97 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %96, i32 0, i32 0
  %98 = load ptr, ptr %97, align 8, !tbaa !16
  store ptr %98, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  br label %87, !llvm.loop !17

99:                                               ; preds = %87
  %100 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  %101 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %100, i32 0, i32 2
  %102 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %101, i32 0, i32 0
  %103 = load ptr, ptr %102, align 8, !tbaa !16
  %104 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %103, i32 0, i32 2
  %105 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %104, i32 0, i32 0
  %106 = load ptr, ptr %105, align 8, !tbaa !16
  %107 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !12
  %108 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %107, i32 0, i32 2
  %109 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %108, i32 0, i32 0
  store ptr %106, ptr %109, align 8, !tbaa !16
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  br label %110

110:                                              ; preds = %99, %84
  br label %111

111:                                              ; preds = %110
  br label %112

112:                                              ; preds = %111
  br label %113

113:                                              ; preds = %112
  %114 = load ptr, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !9
  %115 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %116 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %115, i32 0, i32 2
  %117 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %116, i32 0, i32 0
  store ptr %114, ptr %117, align 8, !tbaa !16
  %118 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  store ptr %118, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !9
  br label %119

119:                                              ; preds = %113
  br label %120

120:                                              ; preds = %119
  %121 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %122 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %121, i32 0, i32 0
  %123 = load i64, ptr %122, align 8, !tbaa !15
  %124 = inttoptr i64 %123 to ptr
  store ptr %124, ptr %2, align 8
  store i32 1, ptr %6, align 4
  br label %132

125:                                              ; preds = %25
  br label %126

126:                                              ; preds = %125
  %127 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  %128 = getelementptr inbounds %struct.memory_range, ptr %127, i32 0, i32 2
  %129 = getelementptr inbounds %struct.anon.1, ptr %128, i32 0, i32 0
  %130 = load ptr, ptr %129, align 8, !tbaa !16
  store ptr %130, ptr %4, align 8, !tbaa !12
  br label %22, !llvm.loop !19

131:                                              ; preds = %22
  call void (ptr, ...) @printf(ptr noundef @.str)
  store ptr null, ptr %2, align 8
  store i32 1, ptr %6, align 4
  br label %132

132:                                              ; preds = %131, %120, %67, %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %4) #3
  %133 = load ptr, ptr %2, align 8
  ret ptr %133
}

declare void @printf(ptr noundef, ...) #2

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 = { "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 #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 = !{!"long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !11, i64 0}
!10 = !{!"", !11, i64 0}
!11 = !{!"any pointer", !7, i64 0}
!12 = !{!11, !11, i64 0}
!13 = !{!14, !6, i64 8}
!14 = !{!"memory_range", !6, i64 0, !6, i64 8, !10, i64 16}
!15 = !{!14, !6, i64 0}
!16 = !{!14, !11, i64 16}
!17 = distinct !{!17, !18}
!18 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!19 = distinct !{!19, !18}


; 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"

%struct.anon = type { ptr }
%struct.anon.0 = type { ptr }

@heap = external dso_local local_unnamed_addr global i64, align 8
@free_ranges = external dso_local local_unnamed_addr global %struct.anon, align 8
@used_ranges = external dso_local local_unnamed_addr global %struct.anon.0, align 8
@.str = external hidden unnamed_addr constant [14 x i8], align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @heap_alloc(i64 noundef %0) local_unnamed_addr #0 {
  %2 = load ptr, ptr @free_ranges, align 8, !tbaa !5
  %3 = icmp eq ptr %2, null
  br i1 %3, label %43, label %4

4:                                                ; preds = %1
  %5 = icmp ult i64 %0, 4096
  %6 = lshr i64 %0, 12
  %7 = select i1 %5, i64 1, i64 %6
  br label %8

8:                                                ; preds = %4, %39
  %.02841 = phi ptr [ %2, %4 ], [ %41, %39 ]
  %9 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02841, i64 8
  %10 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !10
  %.not35 = icmp ult i64 %10, %7
  br i1 %.not35, label %39, label %11

11:                                               ; preds = %8
  %12 = icmp ugt i64 %10, %7
  br i1 %12, label %13, label %26

13:                                               ; preds = %11
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02841, i64 8
  %15 = sub i64 %10, %7
  store i64 %15, ptr %14, align 8, !tbaa !10
  %16 = load i64, ptr @heap, align 8, !tbaa !13
  %17 = inttoptr i64 %16 to ptr
  %18 = add i64 %16, 24
  store i64 %18, ptr @heap, align 8, !tbaa !13
  %19 = load i64, ptr %.02841, align 8, !tbaa !14
  %20 = shl i64 %15, 12
  %21 = add i64 %19, %20
  store i64 %21, ptr %17, align 8, !tbaa !14
  %22 = getelementptr inbounds i8, ptr %17, i64 8
  store i64 %7, ptr %22, align 8, !tbaa !10
  %23 = load ptr, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %17, i64 16
  store ptr %23, ptr %24, align 8, !tbaa !15
  store ptr %17, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !5
  %25 = inttoptr i64 %21 to ptr
  br label %43

26:                                               ; preds = %11
  %27 = icmp eq ptr %2, %.02841
  br i1 %27, label %32, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %26, %.preheader
  %.0 = phi ptr [ %29, %.preheader ], [ %2, %26 ]
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %.0, i64 16
  %29 = load ptr, ptr %28, align 8, !tbaa !15
  %.not36 = icmp eq ptr %29, %.02841
  br i1 %.not36, label %30, label %.preheader, !llvm.loop !16

30:                                               ; preds = %.preheader
  %31 = getelementptr inbounds i8, ptr %.0, i64 16
  br label %32

32:                                               ; preds = %26, %30
  %.sink = phi ptr [ %29, %30 ], [ %2, %26 ]
  %free_ranges.sink = phi ptr [ %31, %30 ], [ @free_ranges, %26 ]
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %.sink, i64 16
  %34 = load ptr, ptr %33, align 8, !tbaa !15
  store ptr %34, ptr %free_ranges.sink, align 8, !tbaa !5
  %35 = load ptr, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02841, i64 16
  store ptr %35, ptr %36, align 8, !tbaa !15
  store ptr %.02841, ptr @used_ranges, align 8, !tbaa !5
  %37 = load i64, ptr %.02841, align 8, !tbaa !14
  %38 = inttoptr i64 %37 to ptr
  br label %43

39:                                               ; preds = %8
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02841, i64 16
  %41 = load ptr, ptr %40, align 8, !tbaa !15
  %.not = icmp eq ptr %41, null
  br i1 %.not, label %42, label %8, !llvm.loop !18

42:                                               ; preds = %39
  tail call void (ptr, ...) @printf(ptr noundef nonnull @.str) #2
  br label %43

43:                                               ; preds = %1, %42, %32, %13
  %.027 = phi ptr [ %25, %13 ], [ %38, %32 ], [ null, %42 ], [ null, %1 ]
  ret ptr %.027
}

declare void @printf(ptr noundef, ...) local_unnamed_addr #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 = { "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, !7, i64 0}
!6 = !{!"", !7, i64 0}
!7 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!11, !12, i64 8}
!11 = !{!"memory_range", !12, i64 0, !12, i64 8, !6, i64 16}
!12 = !{!"long", !8, i64 0}
!13 = !{!12, !12, i64 0}
!14 = !{!11, !12, i64 0}
!15 = !{!11, !7, i64 16}
!16 = distinct !{!16, !17}
!17 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!18 = distinct !{!18, !17}


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