; LLVM IR from JessonYue/LeetCodeLearning :: Array/huangxinyu/c (mergeSortedArray)

; 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 @merge(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, i32 noundef %4, i32 noundef %5) #0 {
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %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 %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %2, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  store i32 %4, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 %5, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  %16 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %18 = add nsw i32 %16, %17
  %19 = sub nsw i32 %18, 1
  store i32 %19, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  %20 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %21 = sub nsw i32 %20, 1
  store i32 %21, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #2
  %22 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %23 = sub nsw i32 %22, 1
  store i32 %23, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %24

24:                                               ; preds = %58, %6
  %25 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp sge i32 %25, 0
  br i1 %26, label %27, label %30

27:                                               ; preds = %24
  %28 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp sge i32 %28, 0
  br label %30

30:                                               ; preds = %27, %24
  %31 = phi i1 [ false, %24 ], [ %29, %27 ]
  br i1 %31, label %32, label %65

32:                                               ; preds = %30
  %33 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  %38 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = icmp sge i32 %37, %42
  br i1 %43, label %44, label %51

44:                                               ; preds = %32
  %45 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %47 = add nsw i32 %46, -1
  store i32 %47, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %46 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i64 %48
  %50 = load i32, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  br label %58

51:                                               ; preds = %32
  %52 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %54 = add nsw i32 %53, -1
  store i32 %54, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %55 = sext i32 %53 to i64
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %55
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !9
  br label %58

58:                                               ; preds = %51, %44
  %59 = phi i32 [ %50, %44 ], [ %57, %51 ]
  %60 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, -1
  store i32 %62, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %61 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i32, ptr %60, i64 %63
  store i32 %59, ptr %64, align 4, !tbaa !9
  br label %24, !llvm.loop !11

65:                                               ; preds = %30
  br label %66

66:                                               ; preds = %69, %65
  %67 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %68 = icmp sge i32 %67, 0
  br i1 %68, label %69, label %81

69:                                               ; preds = %66
  %70 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %72 = add nsw i32 %71, -1
  store i32 %72, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %71 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %70, i64 %73
  %75 = load i32, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %76 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %78 = add nsw i32 %77, -1
  store i32 %78, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %77 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %76, i64 %79
  store i32 %75, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  br label %66, !llvm.loop !13

81:                                               ; preds = %66
  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
  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 = 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"

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @merge(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr nocapture noundef readonly %3, i32 noundef %4, i32 noundef %5) local_unnamed_addr #0 {
  %7 = ptrtoint ptr %0 to i64
  %8 = ptrtoint ptr %3 to i64
  %9 = add i32 %5, %2
  %10 = add nsw i32 %5, -1
  %.02226 = add i32 %9, -1
  %11 = icmp sgt i32 %2, 0
  %12 = icmp sgt i32 %5, 0
  %13 = and i1 %11, %12
  br i1 %13, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %6
  %14 = add nsw i32 %2, -1
  %15 = sext i32 %.02226 to i64
  br label %.lr.ph

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

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit, %6
  %.0.lcssa = phi i32 [ %10, %6 ], [ %.1, %.preheader.loopexit ]
  %.022.lcssa = phi i32 [ %.02226, %6 ], [ %16, %.preheader.loopexit ]
  %17 = icmp sgt i32 %.0.lcssa, -1
  br i1 %17, label %.lr.ph33.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph33.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %18 = zext nneg i32 %.0.lcssa to i64
  %19 = sext i32 %.022.lcssa to i64
  %20 = add nuw nsw i64 %18, 1
  %min.iters.check = icmp ult i32 %.0.lcssa, 11
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph33.preheader51, label %vector.memcheck

.lr.ph33.preheader51:                             ; preds = %middle.block, %vector.memcheck, %.lr.ph33.preheader
  %indvars.iv38.ph = phi i64 [ %19, %vector.memcheck ], [ %19, %.lr.ph33.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %indvars.iv36.ph = phi i64 [ %18, %vector.memcheck ], [ %18, %.lr.ph33.preheader ], [ %ind.end44, %middle.block ]
  %21 = add nsw i64 %indvars.iv36.ph, 1
  %xtraiter = and i64 %21, 3
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %.lr.ph33.prol.loopexit, label %.lr.ph33.prol

.lr.ph33.prol:                                    ; preds = %.lr.ph33.preheader51, %.lr.ph33.prol
  %indvars.iv38.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next39.prol, %.lr.ph33.prol ], [ %indvars.iv38.ph, %.lr.ph33.preheader51 ]
  %indvars.iv36.prol = phi i64 [ %indvars.iv.next37.prol, %.lr.ph33.prol ], [ %indvars.iv36.ph, %.lr.ph33.preheader51 ]
  %prol.iter = phi i64 [ %prol.iter.next, %.lr.ph33.prol ], [ 0, %.lr.ph33.preheader51 ]
  %indvars.iv.next37.prol = add nsw i64 %indvars.iv36.prol, -1
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv36.prol
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next39.prol = add nsw i64 %indvars.iv38.prol, -1
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv38.prol
  store i32 %23, ptr %24, align 4, !tbaa !5
  %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 %.lr.ph33.prol.loopexit, label %.lr.ph33.prol, !llvm.loop !9

.lr.ph33.prol.loopexit:                           ; preds = %.lr.ph33.prol, %.lr.ph33.preheader51
  %indvars.iv38.unr = phi i64 [ %indvars.iv38.ph, %.lr.ph33.preheader51 ], [ %indvars.iv.next39.prol, %.lr.ph33.prol ]
  %indvars.iv36.unr = phi i64 [ %indvars.iv36.ph, %.lr.ph33.preheader51 ], [ %indvars.iv.next37.prol, %.lr.ph33.prol ]
  %25 = icmp ult i64 %indvars.iv36.ph, 3
  br i1 %25, label %._crit_edge, label %.lr.ph33.preheader51.new

.lr.ph33.preheader51.new:                         ; preds = %.lr.ph33.prol.loopexit
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %3, i64 -4
  %invariant.gep52 = getelementptr i8, ptr %0, i64 -4
  %invariant.gep54 = getelementptr i8, ptr %3, i64 -8
  %invariant.gep56 = getelementptr i8, ptr %0, i64 -8
  %invariant.gep58 = getelementptr i8, ptr %0, i64 -12
  br label %.lr.ph33

vector.memcheck:                                  ; preds = %.lr.ph33.preheader
  %26 = shl nuw nsw i64 %18, 2
  %27 = add i64 %26, %8
  %28 = shl nsw i64 %19, 2
  %29 = add i64 %28, %7
  %30 = sub i64 %27, %29
  %diff.check = icmp ult i64 %30, 32
  br i1 %diff.check, label %.lr.ph33.preheader51, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %vector.memcheck
  %n.vec = and i64 %20, 4294967288
  %ind.end = sub nsw i64 %19, %n.vec
  %ind.end44 = sub nsw i64 %18, %n.vec
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = sub i64 %19, %index
  %offset.idx46 = sub i64 %18, %index
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %offset.idx46
  %32 = getelementptr inbounds i8, ptr %31, i64 -12
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %31, i64 -28
  %wide.load = load <4 x i32>, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %wide.load47 = load <4 x i32>, ptr %33, align 4, !tbaa !5
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %offset.idx
  %35 = getelementptr inbounds i8, ptr %34, i64 -12
  %36 = getelementptr inbounds i8, ptr %34, i64 -28
  store <4 x i32> %wide.load, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  store <4 x i32> %wide.load47, ptr %36, align 4, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 8
  %37 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %37, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !11

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %20, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %.lr.ph33.preheader51

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %15, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %.028 = phi i32 [ %10, %.lr.ph.preheader ], [ %.1, %.lr.ph ]
  %.02027 = phi i32 [ %14, %.lr.ph.preheader ], [ %.121, %.lr.ph ]
  %38 = zext nneg i32 %.02027 to i64
  %39 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %38
  %40 = load i32, ptr %39, align 4, !tbaa !5
  %41 = zext nneg i32 %.028 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %41
  %43 = load i32, ptr %42, align 4, !tbaa !5
  %.not = icmp sge i32 %40, %43
  %44 = sext i1 %.not to i32
  %.121 = add nsw i32 %.02027, %44
  %not..not = xor i1 %.not, true
  %45 = sext i1 %not..not to i32
  %.1 = add nsw i32 %.028, %45
  %46 = tail call i32 @llvm.smax.i32(i32 %40, i32 %43)
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  store i32 %46, ptr %47, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, -1
  %48 = icmp sgt i32 %.121, -1
  %49 = icmp sgt i32 %.1, -1
  %50 = select i1 %48, i1 %49, i1 false
  br i1 %50, label %.lr.ph, label %.preheader.loopexit, !llvm.loop !15

.lr.ph33:                                         ; preds = %.lr.ph33, %.lr.ph33.preheader51.new
  %indvars.iv38 = phi i64 [ %indvars.iv38.unr, %.lr.ph33.preheader51.new ], [ %indvars.iv.next39.3, %.lr.ph33 ]
  %indvars.iv36 = phi i64 [ %indvars.iv36.unr, %.lr.ph33.preheader51.new ], [ %indvars.iv.next37.3, %.lr.ph33 ]
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv36
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !5
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv38
  store i32 %52, ptr %53, align 4, !tbaa !5
  %gep = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %indvars.iv36
  %54 = load i32, ptr %gep, align 4, !tbaa !5
  %gep53 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep52, i64 %indvars.iv38
  store i32 %54, ptr %gep53, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next37.2 = add nsw i64 %indvars.iv36, -3
  %gep55 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep54, i64 %indvars.iv36
  %55 = load i32, ptr %gep55, align 4, !tbaa !5
  %gep57 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep56, i64 %indvars.iv38
  store i32 %55, ptr %gep57, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next37.3 = add nsw i64 %indvars.iv36, -4
  %56 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %indvars.iv.next37.2
  %57 = load i32, ptr %56, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next39.3 = add nsw i64 %indvars.iv38, -4
  %gep59 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep58, i64 %indvars.iv38
  store i32 %57, ptr %gep59, align 4, !tbaa !5
  %.not43.3 = icmp eq i64 %indvars.iv.next37.2, 0
  br i1 %.not43.3, label %._crit_edge, label %.lr.ph33, !llvm.loop !16

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph33.prol.loopexit, %.lr.ph33, %middle.block, %.preheader
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smax.i32(i32, i32) #1

attributes #0 = { nofree norecurse 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" }
attributes #1 = { 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/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: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass