; LLVM IR from h-ssiqueira/Sort_Algorithms :: src/exchange (quickSort3Way)

; 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 void @quickSort3Way(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 i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca ptr, align 8
  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
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp sgt i32 %12, %13
  br i1 %14, label %15, label %95

15:                                               ; preds = %3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  store i32 %16, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %17, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %18 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i64, ptr %18, i64 %20
  %22 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !11
  store i64 %22, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %23 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i64, ptr %23, i64 %25
  store ptr %26, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %85, %15
  %28 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = ptrtoint ptr %28 to i64
  %31 = ptrtoint ptr %29 to i64
  %32 = sub i64 %30, %31
  %33 = sdiv exact i64 %32, 8
  %34 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = icmp sle i64 %33, %35
  br i1 %36, label %37, label %86

37:                                               ; preds = %27
  %38 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i64, ptr %38, align 8, !tbaa !11
  %40 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %41 = icmp slt i64 %39, %40
  br i1 %41, label %42, label %60

42:                                               ; preds = %37
  %43 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i64, ptr %43, align 8, !tbaa !11
  store i64 %44, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %45 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i64, ptr %45, i64 %47
  %49 = load i64, ptr %48, align 8, !tbaa !11
  %50 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  store i64 %49, ptr %50, align 8, !tbaa !11
  %51 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %52 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i64, ptr %52, i64 %54
  store i64 %51, ptr %55, align 8, !tbaa !11
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %58 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %59 = getelementptr inbounds i64, ptr %58, i32 1
  store ptr %59, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %85

60:                                               ; preds = %37
  %61 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i64, ptr %61, align 8, !tbaa !11
  %63 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %64 = icmp sgt i64 %62, %63
  br i1 %64, label %65, label %81

65:                                               ; preds = %60
  %66 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i64, ptr %66, align 8, !tbaa !11
  store i64 %67, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %68 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %69 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %69 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i64, ptr %68, i64 %70
  %72 = load i64, ptr %71, align 8, !tbaa !11
  %73 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  store i64 %72, ptr %73, align 8, !tbaa !11
  %74 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %75 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i64, ptr %75, i64 %77
  store i64 %74, ptr %78, align 8, !tbaa !11
  %79 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, -1
  store i32 %80, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %84

81:                                               ; preds = %60
  %82 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %83 = getelementptr inbounds i64, ptr %82, i32 1
  store ptr %83, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %84

84:                                               ; preds = %81, %65
  br label %85

85:                                               ; preds = %84, %42
  br label %27, !llvm.loop !13

86:                                               ; preds = %27
  %87 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %89 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %90 = sub nsw i32 %89, 1
  call void @quickSort3Way(ptr noundef %87, i32 noundef %88, i32 noundef %90)
  %91 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %93 = add nsw i32 %92, 1
  %94 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @quickSort3Way(ptr noundef %91, i32 noundef %93, i32 noundef %94)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, 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 %95

95:                                               ; preds = %86, %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 = { 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 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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 nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @quickSort3Way(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = icmp sgt i32 %2, %1
  br i1 %4, label %.lr.ph57, label %tailrecurse._crit_edge

.lr.ph57:                                         ; preds = %3
  %5 = ptrtoint ptr %0 to i64
  %6 = sext i32 %2 to i64
  br label %7

7:                                                ; preds = %.lr.ph57, %tailrecurse
  %.tr4855 = phi i32 [ %1, %.lr.ph57 ], [ %34, %tailrecurse ]
  %8 = sext i32 %.tr4855 to i64
  %9 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %8
  %10 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %.not50 = icmp sgt i32 %.tr4855, %2
  br i1 %.not50, label %tailrecurse, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %7, %28
  %11 = phi i64 [ %32, %28 ], [ %6, %7 ]
  %.053 = phi ptr [ %.1, %28 ], [ %9, %7 ]
  %.03852 = phi i32 [ %.139, %28 ], [ %.tr4855, %7 ]
  %.04051 = phi i32 [ %.141, %28 ], [ %2, %7 ]
  %12 = load i64, ptr %.053, align 8, !tbaa !5
  %13 = icmp slt i64 %12, %10
  br i1 %13, label %14, label %20

14:                                               ; preds = %.lr.ph
  %15 = sext i32 %.03852 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %15
  %17 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  store i64 %17, ptr %.053, align 8, !tbaa !5
  store i64 %12, ptr %16, align 8, !tbaa !5
  %18 = add nsw i32 %.03852, 1
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %.053, i64 8
  br label %28

20:                                               ; preds = %.lr.ph
  %21 = icmp sgt i64 %12, %10
  br i1 %21, label %22, label %26

22:                                               ; preds = %20
  %23 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %11
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  store i64 %24, ptr %.053, align 8, !tbaa !5
  store i64 %12, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %25 = add nsw i32 %.04051, -1
  br label %28

26:                                               ; preds = %20
  %27 = getelementptr inbounds i8, ptr %.053, i64 8
  br label %28

28:                                               ; preds = %22, %26, %14
  %.141 = phi i32 [ %.04051, %14 ], [ %25, %22 ], [ %.04051, %26 ]
  %.139 = phi i32 [ %18, %14 ], [ %.03852, %22 ], [ %.03852, %26 ]
  %.1 = phi ptr [ %19, %14 ], [ %.053, %22 ], [ %27, %26 ]
  %29 = ptrtoint ptr %.1 to i64
  %30 = sub i64 %29, %5
  %31 = ashr exact i64 %30, 3
  %32 = sext i32 %.141 to i64
  %.not = icmp sgt i64 %31, %32
  br i1 %.not, label %tailrecurse, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

tailrecurse:                                      ; preds = %28, %7
  %.040.lcssa = phi i32 [ %2, %7 ], [ %.141, %28 ]
  %.038.lcssa = phi i32 [ %.tr4855, %7 ], [ %.139, %28 ]
  %33 = add nsw i32 %.038.lcssa, -1
  tail call void @quickSort3Way(ptr noundef %0, i32 noundef %.tr4855, i32 noundef %33)
  %34 = add nsw i32 %.040.lcssa, 1
  %35 = icmp slt i32 %34, %2
  br i1 %35, label %7, label %tailrecurse._crit_edge

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

attributes #0 = { nofree nosync nounwind memory(readwrite, 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 = !{!"long", !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,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass