; LLVM IR from xergioalex/analysisOfSortAlgorithms :: algorithms/c (benchmark)

; 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: 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 void @merge(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3) #1 {
  %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
  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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %12 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %13 = sext i32 %12 to i64
  %14 = mul i64 %13, 4
  %15 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef %14) #4
  store ptr %15, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %16, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %17

17:                                               ; preds = %79, %4
  %18 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %19 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %20 = icmp slt i32 %18, %19
  br i1 %20, label %21, label %82

21:                                               ; preds = %17
  %22 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %24 = icmp eq i32 %22, %23
  br i1 %24, label %25, label %32

25:                                               ; preds = %21
  %26 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %29 = sext i32 %27 to i64
  %30 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %29
  %31 = load i32, ptr %30, align 4, !tbaa !9
  br label %73

32:                                               ; preds = %21
  %33 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp eq i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %43

36:                                               ; preds = %32
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %39 = add nsw i32 %38, 1
  store i32 %39, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %38 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %37, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  br label %71

43:                                               ; preds = %32
  %44 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %45 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %46 = sext i32 %45 to i64
  %47 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 %46
  %48 = load i32, ptr %47, align 4, !tbaa !9
  %49 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i32, ptr %49, i64 %51
  %53 = load i32, ptr %52, align 4, !tbaa !9
  %54 = icmp slt i32 %48, %53
  br i1 %54, label %55, label %62

55:                                               ; preds = %43
  %56 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %57 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  br label %69

62:                                               ; preds = %43
  %63 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %64 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  br label %69

69:                                               ; preds = %62, %55
  %70 = phi i32 [ %61, %55 ], [ %68, %62 ]
  br label %71

71:                                               ; preds = %69, %36
  %72 = phi i32 [ %42, %36 ], [ %70, %69 ]
  br label %73

73:                                               ; preds = %71, %25
  %74 = phi i32 [ %31, %25 ], [ %72, %71 ]
  %75 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %76 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %77 = sext i32 %76 to i64
  %78 = getelementptr inbounds i32, ptr %75, i64 %77
  store i32 %74, ptr %78, align 4, !tbaa !9
  br label %79

79:                                               ; preds = %73
  %80 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %81 = add nsw i32 %80, 1
  store i32 %81, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %17, !llvm.loop !11

82:                                               ; preds = %17
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %83

83:                                               ; preds = %97, %82
  %84 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %85 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %86 = icmp slt i32 %84, %85
  br i1 %86, label %87, label %100

87:                                               ; preds = %83
  %88 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  %92 = load i32, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  %93 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %94 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = getelementptr inbounds i32, ptr %93, i64 %95
  store i32 %92, ptr %96, align 4, !tbaa !9
  br label %97

97:                                               ; preds = %87
  %98 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %99 = add nsw i32 %98, 1
  store i32 %99, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %83, !llvm.loop !13

100:                                              ; preds = %83
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  ret void
}

; Function Attrs: nounwind allocsize(0)
declare noalias ptr @malloc(i64 noundef) #2

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 allocsize(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 #3 = { nounwind }
attributes #4 = { nounwind allocsize(0) }

!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 nounwind uwtable
define dso_local void @merge(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, ptr nocapture noundef readnone %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sext i32 %1 to i64
  %6 = shl nsw i64 %5, 2
  %7 = tail call noalias ptr @malloc(i64 noundef %6) #3
  %8 = icmp sgt i32 %1, 0
  br i1 %8, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %4
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph

.preheader:                                       ; preds = %36
  br i1 %8, label %.lr.ph40.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph40.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %9 = zext nneg i32 %1 to i64
  %10 = shl nuw nsw i64 %9, 2
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr nonnull align 4 %0, ptr nonnull align 4 %7, i64 %10, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %36
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %36 ]
  %.02937 = phi i32 [ %2, %.lr.ph.preheader ], [ %.1, %36 ]
  %.03036 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.131, %36 ]
  %11 = icmp eq i32 %.02937, %1
  br i1 %11, label %12, label %17

12:                                               ; preds = %.lr.ph
  %13 = add nsw i32 %.03036, 1
  %14 = sext i32 %.03036 to i64
  %15 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %14
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  br label %36

17:                                               ; preds = %.lr.ph
  %18 = icmp eq i32 %.03036, %2
  br i1 %18, label %19, label %24

19:                                               ; preds = %17
  %20 = add nsw i32 %.02937, 1
  %21 = sext i32 %.02937 to i64
  %22 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %21
  %23 = load i32, ptr %22, align 4, !tbaa !5
  br label %36

24:                                               ; preds = %17
  %25 = sext i32 %.02937 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = sext i32 %.03036 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !5
  %31 = icmp slt i32 %27, %30
  br i1 %31, label %32, label %34

32:                                               ; preds = %24
  %33 = add nsw i32 %.02937, 1
  br label %36

34:                                               ; preds = %24
  %35 = add nsw i32 %.03036, 1
  br label %36

36:                                               ; preds = %19, %34, %32, %12
  %.131 = phi i32 [ %13, %12 ], [ %2, %19 ], [ %.03036, %32 ], [ %35, %34 ]
  %.1 = phi i32 [ %1, %12 ], [ %20, %19 ], [ %33, %32 ], [ %.02937, %34 ]
  %37 = phi i32 [ %16, %12 ], [ %23, %19 ], [ %27, %32 ], [ %30, %34 ]
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %indvars.iv
  store i32 %37, ptr %38, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %4, %.lr.ph40.preheader, %.preheader
  ret void
}

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @malloc(i64 noundef) local_unnamed_addr #1

; 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) #2

attributes #0 = { nofree 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 = { mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { nounwind allocsize(0) }

!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.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass