; LLVM IR from ADJA/algos :: Other/MergeSort.ll (Z9mergesortii)

; 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"

@a = external dso_local global [105000 x i32], align 16
@tmp = external dso_local global [105000 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z9mergesortii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) #0 {
  %3 = alloca i32, align 4
  %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 %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %10 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %12 = icmp sge i32 %10, %11
  br i1 %12, label %13, label %14

13:                                               ; preds = %2
  br label %102

14:                                               ; preds = %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %15 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %16 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %17 = add nsw i32 %15, %16
  %18 = sdiv i32 %17, 2
  store i32 %18, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %20 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z9mergesortii(i32 noundef %19, i32 noundef %20)
  %21 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %22 = add nsw i32 %21, 1
  %23 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  call void @_Z9mergesortii(i32 noundef %22, i32 noundef %23)
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %24 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  store i32 %24, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %25 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %26 = add nsw i32 %25, 1
  store i32 %26, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %8) #2
  store i32 1, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %27

27:                                               ; preds = %75, %14
  %28 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %29 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp sle i32 %28, %29
  br i1 %30, label %35, label %31

31:                                               ; preds = %27
  %32 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %33 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %34 = icmp sle i32 %32, %33
  br label %35

35:                                               ; preds = %31, %27
  %36 = phi i1 [ true, %27 ], [ %34, %31 ]
  br i1 %36, label %37, label %78

37:                                               ; preds = %35
  %38 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !5
  %40 = icmp sgt i32 %38, %39
  br i1 %40, label %55, label %41

41:                                               ; preds = %37
  %42 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %44 = icmp sle i32 %42, %43
  br i1 %44, label %45, label %65

45:                                               ; preds = %41
  %46 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !5
  %54 = icmp slt i32 %49, %53
  br i1 %54, label %55, label %65

55:                                               ; preds = %45, %37
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %57
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %61
  store i32 %59, ptr %62, align 4, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  %64 = add nsw i32 %63, 1
  store i32 %64, ptr %7, align 4, !tbaa !5
  br label %75

65:                                               ; preds = %45, %41
  %66 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %67 = sext i32 %66 to i64
  %68 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %67
  %69 = load i32, ptr %68, align 4, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %71
  store i32 %69, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %73 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %6, align 4, !tbaa !5
  br label %75

75:                                               ; preds = %65, %55
  %76 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  %77 = add nsw i32 %76, 1
  store i32 %77, ptr %8, align 4, !tbaa !5
  br label %27, !llvm.loop !9

78:                                               ; preds = %35
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 1, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %79

79:                                               ; preds = %98, %78
  %80 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %81 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !5
  %82 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %83 = sub nsw i32 %81, %82
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  %85 = icmp sle i32 %80, %84
  br i1 %85, label %87, label %86

86:                                               ; preds = %79
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %101

87:                                               ; preds = %79
  %88 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %89
  %91 = load i32, ptr %90, align 4, !tbaa !5
  %92 = load i32, ptr %3, align 4, !tbaa !5
  %93 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %94 = add nsw i32 %92, %93
  %95 = sub nsw i32 %94, 1
  %96 = sext i32 %95 to i64
  %97 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %96
  store i32 %91, ptr %97, align 4, !tbaa !5
  br label %98

98:                                               ; preds = %87
  %99 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  %100 = add nsw i32 %99, 1
  store i32 %100, ptr %9, align 4, !tbaa !5
  br label %79, !llvm.loop !11

101:                                              ; preds = %86
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  br label %102

102:                                              ; preds = %101, %13
  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 = !{!"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}


; 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"

@a = external dso_local local_unnamed_addr global [105000 x i32], align 16
@tmp = external dso_local local_unnamed_addr global [105000 x i32], align 16

; Function Attrs: mustprogress nofree nosync nounwind memory(readwrite, argmem: none, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @_Z9mergesortii(i32 noundef %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %.not = icmp slt i32 %0, %1
  br i1 %.not, label %3, label %.loopexit

3:                                                ; preds = %2
  %4 = add nsw i32 %1, %0
  %5 = sdiv i32 %4, 2
  tail call void @_Z9mergesortii(i32 noundef %0, i32 noundef %5)
  %6 = add nsw i32 %5, 1
  tail call void @_Z9mergesortii(i32 noundef %6, i32 noundef %1)
  %7 = icmp sge i32 %5, %0
  %8 = icmp slt i32 %5, %1
  %9 = or i1 %7, %8
  br i1 %9, label %.lr.ph, label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %51, %3
  %reass.sub = sub i32 %1, %0
  %.not4044 = icmp ugt i32 %reass.sub, 2147483646
  br i1 %.not4044, label %.loopexit, label %.lr.ph46

.lr.ph46:                                         ; preds = %.preheader
  %10 = add i32 %0, -1
  %11 = add nuw i32 %reass.sub, 2
  %wide.trip.count = zext i32 %11 to i64
  %12 = add nsw i64 %wide.trip.count, -1
  %min.iters.check = icmp ult i32 %reass.sub, 11
  %13 = icmp slt i32 %1, %0
  %or.cond = or i1 %min.iters.check, %13
  br i1 %or.cond, label %scalar.ph.preheader, label %vector.ph

scalar.ph.preheader:                              ; preds = %middle.block, %.lr.ph46
  %indvars.iv47.ph = phi i64 [ 1, %.lr.ph46 ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %14 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %indvars.iv47.ph
  %xtraiter = and i64 %14, 3
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %scalar.ph.prol.loopexit, label %scalar.ph.prol

scalar.ph.prol:                                   ; preds = %scalar.ph.preheader, %scalar.ph.prol
  %indvars.iv47.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next48.prol, %scalar.ph.prol ], [ %indvars.iv47.ph, %scalar.ph.preheader ]
  %prol.iter = phi i64 [ %prol.iter.next, %scalar.ph.prol ], [ 0, %scalar.ph.preheader ]
  %15 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv47.prol
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv47.prol to i32
  %18 = add i32 %10, %17
  %19 = sext i32 %18 to i64
  %20 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %19
  store i32 %16, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next48.prol = add nuw nsw i64 %indvars.iv47.prol, 1
  %prol.iter.next = add i64 %prol.iter, 1
  %prol.iter.cmp.not = icmp eq i64 %prol.iter.next, %xtraiter
  br i1 %prol.iter.cmp.not, label %scalar.ph.prol.loopexit, label %scalar.ph.prol, !llvm.loop !9

scalar.ph.prol.loopexit:                          ; preds = %scalar.ph.prol, %scalar.ph.preheader
  %indvars.iv47.unr = phi i64 [ %indvars.iv47.ph, %scalar.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next48.prol, %scalar.ph.prol ]
  %21 = sub nsw i64 %indvars.iv47.ph, %wide.trip.count
  %22 = icmp ugt i64 %21, -4
  br i1 %22, label %.loopexit, label %scalar.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph46
  %n.vec = and i64 %12, -8
  %ind.end = or disjoint i64 %n.vec, 1
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = or disjoint i64 %index, 1
  %23 = trunc i64 %index to i32
  %24 = or disjoint i32 %23, 1
  %25 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %offset.idx
  %26 = getelementptr inbounds i8, ptr %25, i64 16
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %wide.load56 = load <4 x i32>, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %27 = add i32 %10, %24
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %28
  %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.load56, 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 %12, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.loopexit, label %scalar.ph.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %3, %51
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %51 ], [ 1, %3 ]
  %32 = phi i1 [ %53, %51 ], [ %8, %3 ]
  %.03542 = phi i32 [ %.1, %51 ], [ %6, %3 ]
  %.03641 = phi i32 [ %.137, %51 ], [ %0, %3 ]
  %33 = icmp sgt i32 %.03641, %5
  br i1 %33, label %.lr.ph._crit_edge, label %34

.lr.ph._crit_edge:                                ; preds = %.lr.ph
  %.phi.trans.insert51 = sext i32 %.03542 to i64
  %.phi.trans.insert52 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %.phi.trans.insert51
  %.pre53 = load i32, ptr %.phi.trans.insert52, align 4, !tbaa !5
  br label %43

34:                                               ; preds = %.lr.ph
  br i1 %32, label %35, label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %34
  %.phi.trans.insert = sext i32 %.03641 to i64
  %.phi.trans.insert50 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %.phi.trans.insert
  %.pre = load i32, ptr %.phi.trans.insert50, align 4, !tbaa !5
  br label %47

35:                                               ; preds = %34
  %36 = sext i32 %.03542 to i64
  %37 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %36
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !5
  %39 = sext i32 %.03641 to i64
  %40 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = icmp slt i32 %38, %41
  br i1 %42, label %43, label %47

43:                                               ; preds = %.lr.ph._crit_edge, %35
  %44 = phi i32 [ %.pre53, %.lr.ph._crit_edge ], [ %38, %35 ]
  %45 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %44, ptr %45, align 4, !tbaa !5
  %46 = add nsw i32 %.03542, 1
  br label %51

47:                                               ; preds = %._crit_edge, %35
  %48 = phi i32 [ %.pre, %._crit_edge ], [ %41, %35 ]
  %49 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv
  store i32 %48, ptr %49, align 4, !tbaa !5
  %50 = add nsw i32 %.03641, 1
  br label %51

51:                                               ; preds = %47, %43
  %.137 = phi i32 [ %.03641, %43 ], [ %50, %47 ]
  %.1 = phi i32 [ %46, %43 ], [ %.03542, %47 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %52 = icmp sle i32 %.137, %5
  %53 = icmp sle i32 %.1, %1
  %54 = select i1 %52, i1 true, i1 %53
  br i1 %54, label %.lr.ph, label %.preheader, !llvm.loop !15

scalar.ph:                                        ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph
  %indvars.iv47 = phi i64 [ %indvars.iv.next48.3, %scalar.ph ], [ %indvars.iv47.unr, %scalar.ph.prol.loopexit ]
  %55 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv47
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !5
  %57 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv47 to i32
  %58 = add i32 %10, %57
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %59
  store i32 %56, ptr %60, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next48 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 1
  %61 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv.next48
  %62 = load i32, ptr %61, align 4, !tbaa !5
  %63 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next48 to i32
  %64 = add i32 %10, %63
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %65
  store i32 %62, ptr %66, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next48.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 2
  %67 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv.next48.1
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !5
  %69 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next48.1 to i32
  %70 = add i32 %10, %69
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %71
  store i32 %68, ptr %72, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next48.2 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 3
  %73 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @tmp, i64 0, i64 %indvars.iv.next48.2
  %74 = load i32, ptr %73, align 4, !tbaa !5
  %75 = trunc nuw nsw i64 %indvars.iv.next48.2 to i32
  %76 = add i32 %10, %75
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds [105000 x i32], ptr @a, i64 0, i64 %77
  store i32 %74, ptr %78, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next48.3 = add nuw nsw i64 %indvars.iv47, 4
  %exitcond.not.3 = icmp eq i64 %indvars.iv.next48.3, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not.3, label %.loopexit, label %scalar.ph, !llvm.loop !16

.loopexit:                                        ; preds = %scalar.ph.prol.loopexit, %scalar.ph, %middle.block, %.preheader, %2
  ret void
}

attributes #0 = { mustprogress nofree 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" }

!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,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass