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

; 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 @quickSort(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 i64, 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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %11 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %14 = add nsw i32 %12, %13
  %15 = sdiv i32 %14, 2
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = getelementptr inbounds i64, ptr %11, i64 %16
  %18 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !11
  %19 = trunc i64 %18 to i32
  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
  store i32 %20, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %21, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  br label %22

22:                                               ; preds = %92, %3
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp sle i32 %23, %24
  br i1 %25, label %26, label %93

26:                                               ; preds = %22
  br label %27

27:                                               ; preds = %42, %26
  %28 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i64, ptr %28, i64 %30
  %32 = load i64, ptr %31, align 8, !tbaa !11
  %33 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %34 = sext i32 %33 to i64
  %35 = icmp slt i64 %32, %34
  br i1 %35, label %36, label %40

36:                                               ; preds = %27
  %37 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp slt i32 %37, %38
  br label %40

40:                                               ; preds = %36, %27
  %41 = phi i1 [ false, %27 ], [ %39, %36 ]
  br i1 %41, label %42, label %45

42:                                               ; preds = %40
  %43 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %44 = add nsw i32 %43, 1
  store i32 %44, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  br label %27, !llvm.loop !13

45:                                               ; preds = %40
  br label %46

46:                                               ; preds = %61, %45
  %47 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i64, ptr %47, i64 %49
  %51 = load i64, ptr %50, align 8, !tbaa !11
  %52 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = icmp sgt i64 %51, %53
  br i1 %54, label %55, label %59

55:                                               ; preds = %46
  %56 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %58 = icmp sgt i32 %56, %57
  br label %59

59:                                               ; preds = %55, %46
  %60 = phi i1 [ false, %46 ], [ %58, %55 ]
  br i1 %60, label %61, label %64

61:                                               ; preds = %59
  %62 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %63 = add nsw i32 %62, -1
  store i32 %63, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %46, !llvm.loop !15

64:                                               ; preds = %59
  %65 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %67 = icmp sle i32 %65, %66
  br i1 %67, label %68, label %92

68:                                               ; preds = %64
  %69 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i64, ptr %69, i64 %71
  %73 = load i64, ptr %72, align 8, !tbaa !11
  store i64 %73, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %74 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i64, ptr %74, i64 %76
  %78 = load i64, ptr %77, align 8, !tbaa !11
  %79 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i64, ptr %79, i64 %81
  store i64 %78, ptr %82, align 8, !tbaa !11
  %83 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  %84 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i64, ptr %84, i64 %86
  store i64 %83, ptr %87, align 8, !tbaa !11
  %88 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %90 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %91 = add nsw i32 %90, -1
  store i32 %91, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %92

92:                                               ; preds = %68, %64
  br label %22, !llvm.loop !16

93:                                               ; preds = %22
  %94 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %95 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %96 = icmp slt i32 %94, %95
  br i1 %96, label %97, label %101

97:                                               ; preds = %93
  %98 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %99 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @quickSort(ptr noundef %98, i32 noundef %99, i32 noundef %100)
  br label %101

101:                                              ; preds = %97, %93
  %102 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %103 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %104 = icmp slt i32 %102, %103
  br i1 %104, label %105, label %109

105:                                              ; preds = %101
  %106 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %108 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @quickSort(ptr noundef %106, i32 noundef %107, i32 noundef %108)
  br label %109

109:                                              ; preds = %105, %101
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, 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
  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"}
!15 = distinct !{!15, !14}
!16 = distinct !{!16, !14}


; 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(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @quickSort(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = sext i32 %2 to i64
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %37, %3
  %.tr47 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %.0.lcssa, %37 ]
  %.not56 = icmp sgt i32 %.tr47, %2
  br i1 %.not56, label %._crit_edge, label %.preheader49.lr.ph

.preheader49.lr.ph:                               ; preds = %tailrecurse
  %5 = add nsw i32 %.tr47, %2
  %6 = sdiv i32 %5, 2
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %7
  %9 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %sext = shl i64 %9, 32
  %10 = ashr exact i64 %sext, 32
  %11 = sext i32 %.tr47 to i64
  br label %.preheader49

.preheader49:                                     ; preds = %.preheader49.lr.ph, %34
  %.058 = phi i32 [ %.tr47, %.preheader49.lr.ph ], [ %.2, %34 ]
  %.04157 = phi i32 [ %2, %.preheader49.lr.ph ], [ %.243, %34 ]
  %12 = sext i32 %.058 to i64
  br label %13

13:                                               ; preds = %13, %.preheader49
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %13 ], [ %12, %.preheader49 ]
  %14 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %15 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %16 = icmp slt i64 %15, %10
  %17 = icmp slt i64 %indvars.iv, %4
  %18 = and i1 %17, %16
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  br i1 %18, label %13, label %.preheader, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %13
  %19 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %20 = trunc nsw i64 %indvars.iv to i32
  %21 = sext i32 %.04157 to i64
  br label %22

22:                                               ; preds = %22, %.preheader
  %indvars.iv64 = phi i64 [ %indvars.iv.next65, %22 ], [ %21, %.preheader ]
  %23 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv64
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !5
  %25 = icmp sgt i64 %24, %10
  %26 = icmp sgt i64 %indvars.iv64, %11
  %27 = and i1 %26, %25
  %indvars.iv.next65 = add nsw i64 %indvars.iv64, -1
  br i1 %27, label %22, label %28, !llvm.loop !11

28:                                               ; preds = %22
  %29 = trunc nsw i64 %indvars.iv64 to i32
  %.not46 = icmp sgt i64 %indvars.iv, %indvars.iv64
  br i1 %.not46, label %34, label %30

30:                                               ; preds = %28
  %31 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv64
  store i64 %24, ptr %19, align 8, !tbaa !5
  store i64 %15, ptr %31, align 8, !tbaa !5
  %32 = add nsw i32 %20, 1
  %33 = add nsw i32 %29, -1
  br label %34

34:                                               ; preds = %30, %28
  %.243 = phi i32 [ %33, %30 ], [ %29, %28 ]
  %.2 = phi i32 [ %32, %30 ], [ %20, %28 ]
  %.not = icmp sgt i32 %.2, %.243
  br i1 %.not, label %._crit_edge, label %.preheader49, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %34, %tailrecurse
  %.041.lcssa = phi i32 [ %2, %tailrecurse ], [ %.243, %34 ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %.tr47, %tailrecurse ], [ %.2, %34 ]
  %35 = icmp sgt i32 %.041.lcssa, %.tr47
  br i1 %35, label %36, label %37

36:                                               ; preds = %._crit_edge
  tail call void @quickSort(ptr noundef nonnull %0, i32 noundef %.tr47, i32 noundef %.041.lcssa)
  br label %37

37:                                               ; preds = %36, %._crit_edge
  %38 = icmp slt i32 %.0.lcssa, %2
  br i1 %38, label %tailrecurse, label %39

39:                                               ; preds = %37
  ret void
}

attributes #0 = { 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 = !{!"long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


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