; LLVM IR from upupming/algorithm :: acwing/算法竞赛进阶指南/0x06-倍增/109. 天才ACM.ll (Z5mergeiii)

; 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"

@b = external dso_local global [500010 x i32], align 16
@c = external dso_local global [500010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z5mergeiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) #0 {
  %4 = alloca i32, align 4
  %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
  store i32 %0, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %10 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %10, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  %11 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %12 = add nsw i32 %11, 1
  store i32 %12, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %13 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %14

14:                                               ; preds = %54, %3
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sle i32 %15, %16
  br i1 %17, label %18, label %22

18:                                               ; preds = %14
  %19 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sle i32 %19, %20
  br label %22

22:                                               ; preds = %18, %14
  %23 = phi i1 [ false, %14 ], [ %21, %18 ]
  br i1 %23, label %24, label %55

24:                                               ; preds = %22
  %25 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %26 = sext i32 %25 to i64
  %27 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %26
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %29 to i64
  %31 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp sle i32 %28, %32
  br i1 %33, label %34, label %44

34:                                               ; preds = %24
  %35 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %36 = add nsw i32 %35, 1
  store i32 %36, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %37 = sext i32 %35 to i64
  %38 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %41 = add nsw i32 %40, 1
  store i32 %41, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %42 = sext i32 %40 to i64
  %43 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %42
  store i32 %39, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  br label %54

44:                                               ; preds = %24
  %45 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %45, 1
  store i32 %46, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %45 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %51 = add nsw i32 %50, 1
  store i32 %51, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %52 = sext i32 %50 to i64
  %53 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %52
  store i32 %49, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  br label %54

54:                                               ; preds = %44, %34
  br label %14, !llvm.loop !9

55:                                               ; preds = %22
  br label %56

56:                                               ; preds = %60, %55
  %57 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %59 = icmp sle i32 %57, %58
  br i1 %59, label %60, label %70

60:                                               ; preds = %56
  %61 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %63 = sext i32 %61 to i64
  %64 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %63
  %65 = load i32, ptr %64, align 4, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  store i32 %67, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %68 = sext i32 %66 to i64
  %69 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %68
  store i32 %65, ptr %69, align 4, !tbaa !5
  br label %56, !llvm.loop !11

70:                                               ; preds = %56
  br label %71

71:                                               ; preds = %75, %70
  %72 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %74 = icmp sle i32 %72, %73
  br i1 %74, label %75, label %85

75:                                               ; preds = %71
  %76 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nsw i32 %76, 1
  store i32 %77, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %78 = sext i32 %76 to i64
  %79 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %78
  %80 = load i32, ptr %79, align 4, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %82 = add nsw i32 %81, 1
  store i32 %82, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %83 = sext i32 %81 to i64
  %84 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %83
  store i32 %80, ptr %84, align 4, !tbaa !5
  br label %71, !llvm.loop !12

85:                                               ; preds = %71
  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 = { mustprogress 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 = !{!"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}
!12 = distinct !{!12, !10}


; 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"

@b = external dso_local local_unnamed_addr global [500010 x i32], align 16
@c = external dso_local local_unnamed_addr global [500010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z5mergeiii(i32 noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  %4 = add i32 %1, 1
  %5 = icmp sle i32 %0, %1
  %6 = icmp slt i32 %1, %2
  %7 = and i1 %5, %6
  br i1 %7, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader31

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %3
  %8 = sext i32 %0 to i64
  br label %.lr.ph

.preheader31.loopexit:                            ; preds = %.lr.ph
  %9 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.preheader31

.preheader31:                                     ; preds = %.preheader31.loopexit, %3
  %.024.lcssa = phi i32 [ %0, %3 ], [ %.125, %.preheader31.loopexit ]
  %.021.lcssa = phi i32 [ %4, %3 ], [ %.122, %.preheader31.loopexit ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %0, %3 ], [ %9, %.preheader31.loopexit ]
  %.not37 = icmp sgt i32 %.024.lcssa, %1
  br i1 %.not37, label %.preheader, label %.lr.ph40.preheader

.lr.ph40.preheader:                               ; preds = %.preheader31
  %10 = sext i32 %.0.lcssa to i64
  %11 = shl nsw i64 %10, 2
  %scevgep = getelementptr i8, ptr @c, i64 %11
  %12 = sext i32 %.024.lcssa to i64
  %13 = shl nsw i64 %12, 2
  %scevgep47 = getelementptr i8, ptr @b, i64 %13
  %14 = sub i32 %1, %.024.lcssa
  %15 = zext i32 %14 to i64
  %16 = shl nuw nsw i64 %15, 2
  %17 = add nuw nsw i64 %16, 4
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep47, i64 %17, i1 false), !tbaa !5
  %18 = add i32 %.0.lcssa, %14
  %19 = add i32 %18, 1
  br label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %8, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %.02133 = phi i32 [ %4, %.lr.ph.preheader ], [ %.122, %.lr.ph ]
  %.02432 = phi i32 [ %0, %.lr.ph.preheader ], [ %.125, %.lr.ph ]
  %20 = sext i32 %.02432 to i64
  %21 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = sext i32 %.02133 to i64
  %24 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @b, i64 0, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %.not30 = icmp sle i32 %22, %25
  %.sink = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %22, i32 %25)
  %26 = zext i1 %.not30 to i32
  %.125 = add nsw i32 %.02432, %26
  %not..not30 = xor i1 %.not30, true
  %27 = zext i1 %not..not30 to i32
  %.122 = add nsw i32 %.02133, %27
  %28 = getelementptr inbounds [500010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %28, align 4
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %29 = icmp sle i32 %.125, %1
  %30 = icmp sle i32 %.122, %2
  %31 = select i1 %29, i1 %30, i1 false
  br i1 %31, label %.lr.ph, label %.preheader31.loopexit, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph40.preheader, %.preheader31
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.0.lcssa, %.preheader31 ], [ %19, %.lr.ph40.preheader ]
  %.not2942 = icmp sgt i32 %.021.lcssa, %2
  br i1 %.not2942, label %._crit_edge, label %.lr.ph45.preheader

.lr.ph45.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %32 = sext i32 %.2.lcssa to i64
  %33 = shl nsw i64 %32, 2
  %scevgep55 = getelementptr i8, ptr @c, i64 %33
  %34 = sext i32 %.021.lcssa to i64
  %35 = shl nsw i64 %34, 2
  %scevgep56 = getelementptr i8, ptr @b, i64 %35
  %36 = sub i32 %2, %.021.lcssa
  %37 = zext i32 %36 to i64
  %38 = shl nuw nsw i64 %37, 2
  %39 = add nuw nsw i64 %38, 4
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep55, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep56, i64 %39, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph45.preheader, %.preheader
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noalias nocapture writeonly, ptr noalias nocapture readonly, i64, i1 immarg) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #2

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, 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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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"}


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