; LLVM IR from upupming/algorithm :: acwing/算法竞赛进阶指南/0x05-排序/108. 奇数码问题.ll (Z5mergePiiiRi)

; 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"

@c = external dso_local global [250010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z5mergePiiiRi(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %16 = icmp eq i32 %14, %15
  br i1 %16, label %17, label %18

17:                                               ; preds = %4
  br label %112

18:                                               ; preds = %4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %21 = add nsw i32 %19, %20
  %22 = ashr i32 %21, 1
  store i32 %22, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %23 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @_Z5mergePiiiRi(ptr noundef %23, i32 noundef %24, i32 noundef %25, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %26)
  %27 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %28 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %29 = add nsw i32 %28, 1
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %31 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  call void @_Z5mergePiiiRi(ptr noundef %27, i32 noundef %29, i32 noundef %30, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %31)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #2
  %32 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %33 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = add nsw i32 %33, 1
  store i32 %34, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  %35 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %35, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %36

36:                                               ; preds = %89, %18
  %37 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp sle i32 %37, %38
  br i1 %39, label %41, label %40

40:                                               ; preds = %36
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  br label %92

41:                                               ; preds = %36
  %42 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %44 = icmp sgt i32 %42, %43
  br i1 %44, label %61, label %45

45:                                               ; preds = %41
  %46 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %48 = icmp sle i32 %46, %47
  br i1 %48, label %49, label %71

49:                                               ; preds = %45
  %50 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %52
  %54 = load i32, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !9
  %60 = icmp sle i32 %54, %59
  br i1 %60, label %61, label %71

61:                                               ; preds = %49, %41
  %62 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  store i32 %64, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %65 = sext i32 %63 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %62, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %68 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %69 = sext i32 %68 to i64
  %70 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %69
  store i32 %67, ptr %70, align 4, !tbaa !9
  br label %88

71:                                               ; preds = %49, %45
  %72 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %73 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %72, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %79
  store i32 %77, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %82 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %83 = sub nsw i32 %81, %82
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  %85 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %86 = load i32, ptr %85, align 4, !tbaa !9
  %87 = add nsw i32 %86, %84
  store i32 %87, ptr %85, align 4, !tbaa !9
  br label %88

88:                                               ; preds = %71, %61
  br label %89

89:                                               ; preds = %88
  %90 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %91 = add nsw i32 %90, 1
  store i32 %91, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %36, !llvm.loop !11

92:                                               ; preds = %40
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  %93 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %93, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %94

94:                                               ; preds = %108, %92
  %95 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %96 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %97 = icmp sle i32 %95, %96
  br i1 %97, label %99, label %98

98:                                               ; preds = %94
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  br label %111

99:                                               ; preds = %94
  %100 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %101 = sext i32 %100 to i64
  %102 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %101
  %103 = load i32, ptr %102, align 4, !tbaa !9
  %104 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %105 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %106 = sext i32 %105 to i64
  %107 = getelementptr inbounds i32, ptr %104, i64 %106
  store i32 %103, ptr %107, align 4, !tbaa !9
  br label %108

108:                                              ; preds = %99
  %109 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %110 = add nsw i32 %109, 1
  store i32 %110, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %94, !llvm.loop !13

111:                                              ; preds = %98
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %112

112:                                              ; preds = %111, %17
  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 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}


; 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"

@c = external dso_local local_unnamed_addr global [250010 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z5mergePiiiRi(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = ptrtoint ptr %0 to i64
  %6 = icmp eq i32 %1, %2
  br i1 %6, label %.loopexit, label %7

7:                                                ; preds = %4
  %8 = add nsw i32 %2, %1
  %9 = ashr i32 %8, 1
  tail call void @_Z5mergePiiiRi(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %9, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %3)
  %10 = add nsw i32 %9, 1
  tail call void @_Z5mergePiiiRi(ptr noundef %0, i32 noundef %10, i32 noundef %2, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) %3)
  %.not50 = icmp sgt i32 %1, %2
  br i1 %.not50, label %.loopexit, label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %7
  %11 = sext i32 %1 to i64
  %12 = add i32 %2, 1
  br label %32

.preheader:                                       ; preds = %53
  br i1 %.not50, label %.loopexit, label %.lr.ph57.preheader

.lr.ph57.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %13 = sext i32 %1 to i64
  %14 = add i32 %2, 1
  %15 = sub i32 %2, %1
  %16 = zext i32 %15 to i64
  %17 = add nuw nsw i64 %16, 1
  %min.iters.check = icmp ult i32 %15, 7
  %18 = sub i64 %5, ptrtoint (ptr @c to i64)
  %diff.check = icmp ult i64 %18, 32
  %or.cond = or i1 %min.iters.check, %diff.check
  br i1 %or.cond, label %.lr.ph57.preheader72, label %vector.ph

.lr.ph57.preheader72:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph57.preheader
  %indvars.iv60.ph = phi i64 [ %13, %.lr.ph57.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %19 = add i32 %2, 1
  %20 = trunc i64 %indvars.iv60.ph to i32
  %21 = sub i32 %19, %20
  %22 = sub i32 %2, %20
  %xtraiter = and i32 %21, 3
  %lcmp.mod.not = icmp eq i32 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.lr.ph57.prol.loopexit, label %.lr.ph57.prol

.lr.ph57.prol:                                    ; preds = %.lr.ph57.preheader72, %.lr.ph57.prol
  %indvars.iv60.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next61.prol, %.lr.ph57.prol ], [ %indvars.iv60.ph, %.lr.ph57.preheader72 ]
  %prol.iter = phi i32 [ %prol.iter.next, %.lr.ph57.prol ], [ 0, %.lr.ph57.preheader72 ]
  %23 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv60.prol
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv60.prol
  store i32 %24, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next61.prol = add nsw i64 %indvars.iv60.prol, 1
  %prol.iter.next = add i32 %prol.iter, 1
  %prol.iter.cmp.not = icmp eq i32 %prol.iter.next, %xtraiter
  br i1 %prol.iter.cmp.not, label %.lr.ph57.prol.loopexit, label %.lr.ph57.prol, !llvm.loop !9

.lr.ph57.prol.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph57.prol, %.lr.ph57.preheader72
  %indvars.iv60.unr = phi i64 [ %indvars.iv60.ph, %.lr.ph57.preheader72 ], [ %indvars.iv.next61.prol, %.lr.ph57.prol ]
  %26 = icmp ult i32 %22, 3
  br i1 %26, label %.loopexit, label %.lr.ph57

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph57.preheader
  %n.vec = and i64 %17, 8589934584
  %ind.end = add nsw i64 %n.vec, %13
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = add i64 %index, %13
  %27 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %offset.idx
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %27, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %27, align 4, !tbaa !5
  %wide.load71 = load <4 x i32>, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %offset.idx
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %29, i64 16
  store <4 x i32> %wide.load, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %wide.load71, ptr %30, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %31 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %31, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !11

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %17, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.loopexit, label %.lr.ph57.preheader72

32:                                               ; preds = %.lr.ph, %53
  %indvars.iv = phi i64 [ %11, %.lr.ph ], [ %indvars.iv.next, %53 ]
  %.04252 = phi i32 [ %10, %.lr.ph ], [ %.1, %53 ]
  %.04351 = phi i32 [ %1, %.lr.ph ], [ %.144, %53 ]
  %33 = icmp sgt i32 %.04252, %2
  br i1 %33, label %._crit_edge66, label %34

._crit_edge66:                                    ; preds = %32
  %.phi.trans.insert67 = sext i32 %.04351 to i64
  %.phi.trans.insert68 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.phi.trans.insert67
  %.pre69 = load i32, ptr %.phi.trans.insert68, align 4, !tbaa !5
  br label %42

34:                                               ; preds = %32
  %.not48 = icmp sgt i32 %.04351, %9
  br i1 %.not48, label %._crit_edge, label %35

._crit_edge:                                      ; preds = %34
  %.phi.trans.insert = sext i32 %.04252 to i64
  %.phi.trans.insert65 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.phi.trans.insert
  %.pre = load i32, ptr %.phi.trans.insert65, align 4, !tbaa !5
  br label %46

35:                                               ; preds = %34
  %36 = sext i32 %.04351 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %.04252 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %.not49 = icmp sgt i32 %38, %41
  br i1 %.not49, label %46, label %42

42:                                               ; preds = %._crit_edge66, %35
  %43 = phi i32 [ %.pre69, %._crit_edge66 ], [ %38, %35 ]
  %44 = add nsw i32 %.04351, 1
  %45 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %43, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  br label %53

46:                                               ; preds = %._crit_edge, %35
  %47 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge ], [ %41, %35 ]
  %48 = add nsw i32 %.04252, 1
  %49 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %47, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %51 = sub i32 %10, %.04351
  %52 = add nsw i32 %51, %50
  store i32 %52, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  br label %53

53:                                               ; preds = %42, %46
  %.144 = phi i32 [ %44, %42 ], [ %.04351, %46 ]
  %.1 = phi i32 [ %.04252, %42 ], [ %48, %46 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %lftr.wideiv = trunc i64 %indvars.iv.next to i32
  %exitcond.not = icmp eq i32 %12, %lftr.wideiv
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader, label %32, !llvm.loop !15

.lr.ph57:                                         ; preds = %.lr.ph57.prol.loopexit, %.lr.ph57
  %indvars.iv60 = phi i64 [ %indvars.iv.next61.3, %.lr.ph57 ], [ %indvars.iv60.unr, %.lr.ph57.prol.loopexit ]
  %54 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv60
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv60
  store i32 %55, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next61 = add nsw i64 %indvars.iv60, 1
  %57 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv.next61
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !5
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next61
  store i32 %58, ptr %59, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next61.1 = add nsw i64 %indvars.iv60, 2
  %60 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv.next61.1
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next61.1
  store i32 %61, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next61.2 = add nsw i64 %indvars.iv60, 3
  %63 = getelementptr inbounds [250010 x i32], ptr @c, i64 0, i64 %indvars.iv.next61.2
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !5
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next61.2
  store i32 %64, ptr %65, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next61.3 = add nsw i64 %indvars.iv60, 4
  %lftr.wideiv63.3 = trunc i64 %indvars.iv.next61.3 to i32
  %exitcond64.not.3 = icmp eq i32 %14, %lftr.wideiv63.3
  br i1 %exitcond64.not.3, label %.loopexit, label %.lr.ph57, !llvm.loop !16

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph57.prol.loopexit, %.lr.ph57, %middle.block, %7, %.preheader, %4
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress 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 = !{!"int", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
!11 = distinct !{!11, !12, !13, !14}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!14 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!15 = distinct !{!15, !12}
!16 = distinct !{!16, !12, !13}


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