; LLVM IR from BrunoLevy/learn-fpga :: FemtoRV/TUTORIALS/FROM_BLINKER_TO_RISCV/FIRMWARE/COREMARK (core_list_join)

; 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"

%struct.list_head_s = type { ptr, ptr }

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local ptr @core_list_mergesort(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2) #1 {
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca ptr, align 8
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %2, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #2
  store i32 1, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %128, %3
  br label %17

17:                                               ; preds = %16
  %18 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %18, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr null, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr null, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %19

19:                                               ; preds = %119, %17
  %20 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %21 = icmp ne ptr %20, null
  br i1 %21, label %22, label %121

22:                                               ; preds = %19
  %23 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %24 = add nsw i32 %23, 1
  store i32 %24, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %25 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %25, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %26

26:                                               ; preds = %40, %22
  %27 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp slt i32 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %43

30:                                               ; preds = %26
  %31 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %32 = add nsw i32 %31, 1
  store i32 %32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %33 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %33, i32 0, i32 0
  %35 = load ptr, ptr %34, align 8, !tbaa !11
  store ptr %35, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %36 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %37 = icmp ne ptr %36, null
  br i1 %37, label %39, label %38

38:                                               ; preds = %30
  br label %43

39:                                               ; preds = %30
  br label %40

40:                                               ; preds = %39
  %41 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %26, !llvm.loop !13

43:                                               ; preds = %38, %26
  %44 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %44, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %45

45:                                               ; preds = %117, %43
  %46 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %47 = icmp sgt i32 %46, 0
  br i1 %47, label %56, label %48

48:                                               ; preds = %45
  %49 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %50 = icmp sgt i32 %49, 0
  br i1 %50, label %51, label %54

51:                                               ; preds = %48
  %52 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %53 = icmp ne ptr %52, null
  br label %54

54:                                               ; preds = %51, %48
  %55 = phi i1 [ false, %48 ], [ %53, %51 ]
  br label %56

56:                                               ; preds = %54, %45
  %57 = phi i1 [ true, %45 ], [ %55, %54 ]
  br i1 %57, label %58, label %119

58:                                               ; preds = %56
  %59 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %60 = icmp eq i32 %59, 0
  br i1 %60, label %61, label %68

61:                                               ; preds = %58
  %62 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %62, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %63 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %64 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %63, i32 0, i32 0
  %65 = load ptr, ptr %64, align 8, !tbaa !11
  store ptr %65, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %66 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %67 = add nsw i32 %66, -1
  store i32 %67, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %108

68:                                               ; preds = %58
  %69 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %70 = icmp eq i32 %69, 0
  br i1 %70, label %74, label %71

71:                                               ; preds = %68
  %72 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %73 = icmp ne ptr %72, null
  br i1 %73, label %81, label %74

74:                                               ; preds = %71, %68
  %75 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %75, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %76 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %77 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %76, i32 0, i32 0
  %78 = load ptr, ptr %77, align 8, !tbaa !11
  store ptr %78, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, -1
  store i32 %80, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %107

81:                                               ; preds = %71
  %82 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %83 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %84 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %83, i32 0, i32 1
  %85 = load ptr, ptr %84, align 8, !tbaa !15
  %86 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %87 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %86, i32 0, i32 1
  %88 = load ptr, ptr %87, align 8, !tbaa !15
  %89 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %90 = call i32 %82(ptr noundef %85, ptr noundef %88, ptr noundef %89)
  %91 = icmp sle i32 %90, 0
  br i1 %91, label %92, label %99

92:                                               ; preds = %81
  %93 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store ptr %93, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %94 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %95 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %94, i32 0, i32 0
  %96 = load ptr, ptr %95, align 8, !tbaa !11
  store ptr %96, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %98 = add nsw i32 %97, -1
  store i32 %98, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %106

99:                                               ; preds = %81
  %100 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %100, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %101 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %102 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %101, i32 0, i32 0
  %103 = load ptr, ptr %102, align 8, !tbaa !11
  store ptr %103, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %104 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %105 = add nsw i32 %104, -1
  store i32 %105, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %106

106:                                              ; preds = %99, %92
  br label %107

107:                                              ; preds = %106, %74
  br label %108

108:                                              ; preds = %107, %61
  %109 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %110 = icmp ne ptr %109, null
  br i1 %110, label %111, label %115

111:                                              ; preds = %108
  %112 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %113 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %114 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %113, i32 0, i32 0
  store ptr %112, ptr %114, align 8, !tbaa !11
  br label %117

115:                                              ; preds = %108
  %116 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store ptr %116, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %117

117:                                              ; preds = %115, %111
  %118 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store ptr %118, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %45, !llvm.loop !16

119:                                              ; preds = %56
  %120 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store ptr %120, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %19, !llvm.loop !17

121:                                              ; preds = %19
  %122 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %123 = getelementptr inbounds %struct.list_head_s, ptr %122, i32 0, i32 0
  store ptr null, ptr %123, align 8, !tbaa !11
  %124 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %125 = icmp sle i32 %124, 1
  br i1 %125, label %126, label %128

126:                                              ; preds = %121
  %127 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, 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 8, ptr %8) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  ret ptr %127

128:                                              ; preds = %121
  %129 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %130 = mul nsw i32 %129, 2
  store i32 %130, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %16
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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, !6, i64 0}
!12 = !{!"list_head_s", !6, i64 0, !6, i64 8}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = !{!12, !6, i64 8}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = distinct !{!17, !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: nounwind uwtable
define dso_local ptr @core_list_mergesort(ptr noundef %0, ptr nocapture noundef readonly %1, ptr noundef %2) local_unnamed_addr #0 {
  br label %.lr.ph79

.lr.ph79:                                         ; preds = %._crit_edge80, %3
  %.058 = phi ptr [ %0, %3 ], [ %.260.us.ph, %._crit_edge80 ]
  %.047 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %39, %._crit_edge80 ]
  %.not73 = icmp ne ptr %.058, null
  tail call void @llvm.assume(i1 %.not73)
  br label %.lr.ph.us

.lr.ph.us:                                        ; preds = %.lr.ph79, %.loopexit.us
  %.04677.us = phi i32 [ %4, %.loopexit.us ], [ 0, %.lr.ph79 ]
  %.04876.us = phi ptr [ %.149.us, %.loopexit.us ], [ null, %.lr.ph79 ]
  %.05575.us = phi ptr [ %.253.us, %.loopexit.us ], [ %.058, %.lr.ph79 ]
  %.15974.us = phi ptr [ %.260.us.ph, %.loopexit.us ], [ null, %.lr.ph79 ]
  %4 = add nuw nsw i32 %.04677.us, 1
  br label %6

5:                                                ; preds = %6
  %exitcond.not = icmp eq i32 %7, %.047
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge.us.preheader, label %6, !llvm.loop !5

6:                                                ; preds = %.lr.ph.us, %5
  %.068.us = phi i32 [ 0, %.lr.ph.us ], [ %7, %5 ]
  %.05166.us = phi ptr [ %.05575.us, %.lr.ph.us ], [ %8, %5 ]
  %7 = add nuw nsw i32 %.068.us, 1
  %8 = load ptr, ptr %.05166.us, align 8, !tbaa !7
  %.not64.us = icmp eq ptr %8, null
  br i1 %.not64.us, label %._crit_edge.us.preheader, label %5

._crit_edge.us.preheader:                         ; preds = %5, %6
  %.2.us.ph = phi i32 [ %7, %6 ], [ %.047, %5 ]
  br label %._crit_edge.us.outer

._crit_edge.us.outer:                             ; preds = %36, %._crit_edge.us.preheader
  %.260.us.ph = phi ptr [ %.15974.us, %._crit_edge.us.preheader ], [ %.050.us, %36 ]
  %.156.us.ph = phi ptr [ %.05575.us, %._crit_edge.us.preheader ], [ %.257.us, %36 ]
  %.253.us.ph = phi ptr [ %8, %._crit_edge.us.preheader ], [ %.354.us, %36 ]
  %.149.us.ph = phi ptr [ %.04876.us, %._crit_edge.us.preheader ], [ %.050.us, %36 ]
  %.2.us.ph100 = phi i32 [ %.2.us.ph, %._crit_edge.us.preheader ], [ %.3.us, %36 ]
  %.043.us.ph = phi i32 [ %.047, %._crit_edge.us.preheader ], [ %.1.us, %36 ]
  br label %._crit_edge.us

._crit_edge.us:                                   ; preds = %._crit_edge.us.outer, %37
  %.156.us = phi ptr [ %.257.us, %37 ], [ %.156.us.ph, %._crit_edge.us.outer ]
  %.253.us = phi ptr [ %.354.us, %37 ], [ %.253.us.ph, %._crit_edge.us.outer ]
  %.149.us = phi ptr [ %.050.us, %37 ], [ %.149.us.ph, %._crit_edge.us.outer ]
  %.2.us = phi i32 [ %.3.us, %37 ], [ %.2.us.ph100, %._crit_edge.us.outer ]
  %.043.us = phi i32 [ %.1.us, %37 ], [ %.043.us.ph, %._crit_edge.us.outer ]
  %9 = icmp sgt i32 %.2.us, 0
  br i1 %9, label %.critedge.thread.us, label %10

10:                                               ; preds = %._crit_edge.us
  %11 = icmp sgt i32 %.043.us, 0
  %12 = icmp ne ptr %.253.us, null
  %13 = select i1 %11, i1 %12, i1 false
  br i1 %13, label %.critedge.us, label %.loopexit.us

.critedge.us:                                     ; preds = %10
  %14 = icmp eq i32 %.2.us, 0
  br i1 %14, label %15, label %.critedge.thread.us

15:                                               ; preds = %.critedge.us
  %16 = load ptr, ptr %.253.us, align 8, !tbaa !7
  %17 = add nsw i32 %.043.us, -1
  br label %36

.critedge.thread.us:                              ; preds = %.critedge.us, %._crit_edge.us
  %18 = icmp ne i32 %.043.us, 0
  %19 = icmp ne ptr %.253.us, null
  %or.cond.us = select i1 %18, i1 %19, i1 false
  br i1 %or.cond.us, label %23, label %20

20:                                               ; preds = %.critedge.thread.us
  %21 = load ptr, ptr %.156.us, align 8, !tbaa !7
  %22 = add nsw i32 %.2.us, -1
  br label %36

23:                                               ; preds = %.critedge.thread.us
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %.156.us, i64 8
  %25 = load ptr, ptr %24, align 8, !tbaa !12
  %26 = getelementptr inbounds i8, ptr %.253.us, i64 8
  %27 = load ptr, ptr %26, align 8, !tbaa !12
  %28 = tail call i32 %1(ptr noundef %25, ptr noundef %27, ptr noundef %2) #2
  %29 = icmp slt i32 %28, 1
  br i1 %29, label %33, label %30

30:                                               ; preds = %23
  %31 = load ptr, ptr %.253.us, align 8, !tbaa !7
  %32 = add nsw i32 %.043.us, -1
  br label %36

33:                                               ; preds = %23
  %34 = load ptr, ptr %.156.us, align 8, !tbaa !7
  %35 = add nsw i32 %.2.us, -1
  br label %36

36:                                               ; preds = %33, %30, %20, %15
  %.257.us = phi ptr [ %.156.us, %15 ], [ %34, %33 ], [ %.156.us, %30 ], [ %21, %20 ]
  %.354.us = phi ptr [ %16, %15 ], [ %.253.us, %33 ], [ %31, %30 ], [ %.253.us, %20 ]
  %.050.us = phi ptr [ %.253.us, %15 ], [ %.156.us, %33 ], [ %.253.us, %30 ], [ %.156.us, %20 ]
  %.3.us = phi i32 [ 0, %15 ], [ %35, %33 ], [ %.2.us, %30 ], [ %22, %20 ]
  %.1.us = phi i32 [ %17, %15 ], [ %.043.us, %33 ], [ %32, %30 ], [ %.043.us, %20 ]
  %.not65.us = icmp eq ptr %.149.us, null
  br i1 %.not65.us, label %._crit_edge.us.outer, label %37, !llvm.loop !13

37:                                               ; preds = %36
  store ptr %.050.us, ptr %.149.us, align 8, !tbaa !7
  br label %._crit_edge.us, !llvm.loop !13

.loopexit.us:                                     ; preds = %10
  %.not.us = icmp eq ptr %.253.us, null
  br i1 %.not.us, label %._crit_edge80, label %.lr.ph.us, !llvm.loop !14

._crit_edge80:                                    ; preds = %.loopexit.us
  store ptr null, ptr %.149.us, align 8, !tbaa !7
  %38 = icmp eq i32 %.04677.us, 0
  %39 = shl nuw nsw i32 %.047, 1
  br i1 %38, label %40, label %.lr.ph79

40:                                               ; preds = %._crit_edge80
  ret ptr %.260.us.ph
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(inaccessiblemem: write)
declare void @llvm.assume(i1 noundef) #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(inaccessiblemem: write) }
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 = distinct !{!5, !6}
!6 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!7 = !{!8, !9, i64 0}
!8 = !{!"list_head_s", !9, i64 0, !9, i64 8}
!9 = !{!"any pointer", !10, i64 0}
!10 = !{!"omnipotent char", !11, i64 0}
!11 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!12 = !{!8, !9, i64 8}
!13 = distinct !{!13, !6}
!14 = distinct !{!14, !6}


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