; LLVM IR from JessonYue/LeetCodeLearning :: Array/caiweixiong/c (homework_036)

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

23:                                               ; preds = %57, %6
  %24 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp sgt i32 %24, 0
  br i1 %25, label %26, label %29

26:                                               ; preds = %23
  %27 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %28 = icmp sgt i32 %27, 0
  br label %29

29:                                               ; preds = %26, %23
  %30 = phi i1 [ false, %23 ], [ %28, %26 ]
  br i1 %30, label %31, label %61

31:                                               ; preds = %29
  %32 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %33 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %32, i32 0, i32 0
  %34 = load i32, ptr %33, align 8, !tbaa !11
  %35 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %35, i32 0, i32 0
  %37 = load i32, ptr %36, align 8, !tbaa !11
  %38 = icmp slt i32 %34, %37
  br i1 %38, label %39, label %48

39:                                               ; preds = %31
  %40 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %41 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %42 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %41, i32 0, i32 1
  store ptr %40, ptr %42, align 8, !tbaa !13
  %43 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %44 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %43, i32 0, i32 1
  %45 = load ptr, ptr %44, align 8, !tbaa !13
  store ptr %45, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %47 = add nsw i32 %46, -1
  store i32 %47, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %57

48:                                               ; preds = %31
  %49 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %50 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %51 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %50, i32 0, i32 1
  store ptr %49, ptr %51, align 8, !tbaa !13
  %52 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %53 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %52, i32 0, i32 1
  %54 = load ptr, ptr %53, align 8, !tbaa !13
  store ptr %54, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, -1
  store i32 %56, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  br label %57

57:                                               ; preds = %48, %39
  %58 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %59 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %58, i32 0, i32 1
  %60 = load ptr, ptr %59, align 8, !tbaa !13
  store ptr %60, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  br label %23, !llvm.loop !14

61:                                               ; preds = %29
  %62 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %63 = icmp eq i32 %62, 0
  br i1 %63, label %64, label %66

64:                                               ; preds = %61
  %65 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !5
  br label %68

66:                                               ; preds = %61
  %67 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !5
  br label %68

68:                                               ; preds = %66, %64
  %69 = phi ptr [ %65, %64 ], [ %67, %66 ]
  %70 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %71 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %70, i32 0, i32 1
  store ptr %69, ptr %71, align 8, !tbaa !13
  br label %72

72:                                               ; preds = %80, %68
  %73 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %74 = icmp sgt i32 %73, 0
  br i1 %74, label %78, label %75

75:                                               ; preds = %72
  %76 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %77 = icmp sgt i32 %76, 0
  br label %78

78:                                               ; preds = %75, %72
  %79 = phi i1 [ true, %72 ], [ %77, %75 ]
  br i1 %79, label %80, label %88

80:                                               ; preds = %78
  %81 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %82 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %81, i32 0, i32 1
  %83 = load ptr, ptr %82, align 8, !tbaa !13
  store ptr %83, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %85 = add nsw i32 %84, -1
  store i32 %85, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %86 = load i32, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  %87 = add nsw i32 %86, -1
  store i32 %87, ptr %17, align 4, !tbaa !9
  br label %72, !llvm.loop !16

88:                                               ; preds = %78
  %89 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %90 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  %91 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %90, i32 0, i32 1
  store ptr %89, ptr %91, align 8, !tbaa !13
  %92 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %17) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %13) #2
  ret ptr %92
}

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, !10, i64 0}
!12 = !{!"ListNode", !10, i64 0, !6, i64 8}
!13 = !{!12, !6, i64 8}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!16 = distinct !{!16, !15}


; 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(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local ptr @mergeAndSortLink(ptr noundef %0, ptr noundef %1, ptr noundef %2, ptr noundef %3, i32 noundef %4, i32 noundef %5) local_unnamed_addr #0 {
  %7 = icmp sgt i32 %4, 0
  %8 = icmp sgt i32 %5, 0
  %9 = and i1 %7, %8
  br i1 %9, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %6, %22
  %.042 = phi i32 [ %.1, %22 ], [ %5, %6 ]
  %.02941 = phi i32 [ %.130, %22 ], [ %4, %6 ]
  %.03240 = phi ptr [ %.133, %22 ], [ %2, %6 ]
  %.03439 = phi ptr [ %.135, %22 ], [ %1, %6 ]
  %.03638 = phi ptr [ %23, %22 ], [ %0, %6 ]
  %10 = load i32, ptr %.03439, align 8, !tbaa !5
  %11 = load i32, ptr %.03240, align 8, !tbaa !5
  %12 = icmp slt i32 %10, %11
  %13 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03638, i64 8
  br i1 %12, label %14, label %18

14:                                               ; preds = %.lr.ph
  store ptr %.03439, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %15 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03439, i64 8
  %16 = load ptr, ptr %15, align 8, !tbaa !11
  %17 = add nsw i32 %.02941, -1
  br label %22

18:                                               ; preds = %.lr.ph
  store ptr %.03240, ptr %13, align 8, !tbaa !11
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03240, i64 8
  %20 = load ptr, ptr %19, align 8, !tbaa !11
  %21 = add nsw i32 %.042, -1
  br label %22

22:                                               ; preds = %18, %14
  %23 = phi ptr [ %.03439, %14 ], [ %.03240, %18 ]
  %.135 = phi ptr [ %16, %14 ], [ %.03439, %18 ]
  %.133 = phi ptr [ %.03240, %14 ], [ %20, %18 ]
  %.130 = phi i32 [ %17, %14 ], [ %.02941, %18 ]
  %.1 = phi i32 [ %.042, %14 ], [ %21, %18 ]
  %24 = icmp sgt i32 %.130, 0
  %25 = icmp sgt i32 %.1, 0
  %26 = select i1 %24, i1 %25, i1 false
  br i1 %26, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %22, %6
  %.036.lcssa = phi ptr [ %0, %6 ], [ %23, %22 ]
  %.034.lcssa = phi ptr [ %1, %6 ], [ %.135, %22 ]
  %.032.lcssa = phi ptr [ %2, %6 ], [ %.133, %22 ]
  %.029.lcssa = phi i32 [ %4, %6 ], [ %.130, %22 ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %5, %6 ], [ %.1, %22 ]
  %27 = icmp eq i32 %.029.lcssa, 0
  %28 = select i1 %27, ptr %.032.lcssa, ptr %.034.lcssa
  %29 = getelementptr inbounds i8, ptr %.036.lcssa, i64 8
  store ptr %28, ptr %29, align 8, !tbaa !11
  %30 = icmp sgt i32 %.029.lcssa, 0
  %31 = icmp sgt i32 %.0.lcssa, 0
  %32 = select i1 %30, i1 true, i1 %31
  br i1 %32, label %.lr.ph51, label %._crit_edge52

.lr.ph51:                                         ; preds = %._crit_edge, %.lr.ph51
  %.249 = phi i32 [ %36, %.lr.ph51 ], [ %.0.lcssa, %._crit_edge ]
  %.23148 = phi i32 [ %35, %.lr.ph51 ], [ %.029.lcssa, %._crit_edge ]
  %.13747 = phi ptr [ %34, %.lr.ph51 ], [ %.036.lcssa, %._crit_edge ]
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %.13747, i64 8
  %34 = load ptr, ptr %33, align 8, !tbaa !11
  %35 = add nsw i32 %.23148, -1
  %36 = add nsw i32 %.249, -1
  %37 = icmp sgt i32 %.23148, 1
  %38 = icmp sgt i32 %.249, 1
  %39 = select i1 %37, i1 true, i1 %38
  br i1 %39, label %.lr.ph51, label %._crit_edge52, !llvm.loop !14

._crit_edge52:                                    ; preds = %.lr.ph51, %._crit_edge
  %.137.lcssa = phi ptr [ %.036.lcssa, %._crit_edge ], [ %34, %.lr.ph51 ]
  %40 = getelementptr inbounds i8, ptr %.137.lcssa, i64 8
  store ptr %3, ptr %40, align 8, !tbaa !11
  ret ptr %.137.lcssa
}

attributes #0 = { nofree norecurse 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, !7, i64 0}
!6 = !{!"ListNode", !7, i64 0, !10, i64 8}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !10, i64 8}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!14 = distinct !{!14, !13}


; Effective O3 passes: BDCEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass