; LLVM IR from DimitrisJim/leetcode_solutions :: C/Algorithms (21)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local ptr @mergeTwoLists(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #0 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %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
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %9 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %10 = icmp ne ptr %9, null
  br i1 %10, label %15, label %11

11:                                               ; preds = %2
  %12 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %13 = icmp ne ptr %12, null
  br i1 %13, label %15, label %14

14:                                               ; preds = %11
  store ptr null, ptr %3, align 8
  br label %94

15:                                               ; preds = %11, %2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #3
  %16 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef 16) #4
  store ptr %16, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %8) #3
  %17 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %17, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %18

18:                                               ; preds = %52, %15
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = icmp ne ptr %19, null
  br i1 %20, label %21, label %24

21:                                               ; preds = %18
  %22 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %23 = icmp ne ptr %22, null
  br label %24

24:                                               ; preds = %21, %18
  %25 = phi i1 [ false, %18 ], [ %23, %21 ]
  br i1 %25, label %26, label %59

26:                                               ; preds = %24
  %27 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %27, i32 0, i32 0
  %29 = load i32, ptr %28, align 8, !tbaa !9
  %30 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %31 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %30, i32 0, i32 0
  %32 = load i32, ptr %31, align 8, !tbaa !9
  %33 = icmp sle i32 %29, %32
  br i1 %33, label %34, label %43

34:                                               ; preds = %26
  %35 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %35, i32 0, i32 0
  %37 = load i32, ptr %36, align 8, !tbaa !9
  %38 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %39 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %38, i32 0, i32 0
  store i32 %37, ptr %39, align 8, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %40, i32 0, i32 1
  %42 = load ptr, ptr %41, align 8, !tbaa !12
  store ptr %42, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %52

43:                                               ; preds = %26
  %44 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %45 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %44, i32 0, i32 0
  %46 = load i32, ptr %45, align 8, !tbaa !9
  %47 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %48 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %47, i32 0, i32 0
  store i32 %46, ptr %48, align 8, !tbaa !9
  %49 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %50 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %49, i32 0, i32 1
  %51 = load ptr, ptr %50, align 8, !tbaa !12
  store ptr %51, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %52

52:                                               ; preds = %43, %34
  %53 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef 16) #4
  %54 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %55 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %54, i32 0, i32 1
  store ptr %53, ptr %55, align 8, !tbaa !12
  %56 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %57 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %56, i32 0, i32 1
  %58 = load ptr, ptr %57, align 8, !tbaa !12
  store ptr %58, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %18, !llvm.loop !13

59:                                               ; preds = %24
  %60 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %61 = icmp ne ptr %60, null
  br i1 %61, label %62, label %64

62:                                               ; preds = %59
  %63 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %66

64:                                               ; preds = %59
  %65 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %66

66:                                               ; preds = %64, %62
  %67 = phi ptr [ %63, %62 ], [ %65, %64 ]
  store ptr %67, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  br label %68

68:                                               ; preds = %89, %66
  %69 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %70 = icmp ne ptr %69, null
  br i1 %70, label %71, label %90

71:                                               ; preds = %68
  %72 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %73 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %72, i32 0, i32 0
  %74 = load i32, ptr %73, align 8, !tbaa !9
  %75 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %76 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %75, i32 0, i32 0
  store i32 %74, ptr %76, align 8, !tbaa !9
  %77 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %78 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %77, i32 0, i32 1
  %79 = load ptr, ptr %78, align 8, !tbaa !12
  store ptr %79, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %80 = load ptr, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %81 = icmp ne ptr %80, null
  br i1 %81, label %82, label %89

82:                                               ; preds = %71
  %83 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef 16) #4
  %84 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %85 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %84, i32 0, i32 1
  store ptr %83, ptr %85, align 8, !tbaa !12
  %86 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %87 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %86, i32 0, i32 1
  %88 = load ptr, ptr %87, align 8, !tbaa !12
  store ptr %88, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  br label %89

89:                                               ; preds = %82, %71
  br label %68, !llvm.loop !15

90:                                               ; preds = %68
  %91 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %92 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %91, i32 0, i32 1
  store ptr null, ptr %92, align 8, !tbaa !12
  %93 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %93, ptr %3, align 8
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %8) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #3
  br label %94

94:                                               ; preds = %90, %14
  %95 = load ptr, ptr %3, align 8
  ret ptr %95
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

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

; 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 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, !11, i64 0}
!10 = !{!"ListNode", !11, i64 0, !6, i64 8}
!11 = !{!"int", !7, i64 0}
!12 = !{!10, !6, i64 8}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !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: nofree nounwind uwtable
define dso_local noalias noundef ptr @mergeTwoLists(ptr noundef readonly %0, ptr noundef readonly %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp ne ptr %0, null
  %4 = icmp ne ptr %1, null
  %or.cond = or i1 %3, %4
  br i1 %or.cond, label %5, label %33

5:                                                ; preds = %2
  %6 = tail call noalias dereferenceable_or_null(16) ptr @malloc(i64 noundef 16) #2
  %7 = and i1 %3, %4
  br i1 %7, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %5, %16
  %.02941 = phi ptr [ %17, %16 ], [ %6, %5 ]
  %.03140 = phi ptr [ %.132, %16 ], [ %1, %5 ]
  %.03339 = phi ptr [ %.134, %16 ], [ %0, %5 ]
  %8 = load i32, ptr %.03339, align 8, !tbaa !5
  %9 = load i32, ptr %.03140, align 8, !tbaa !5
  %.not38 = icmp sgt i32 %8, %9
  br i1 %.not38, label %13, label %10

10:                                               ; preds = %.lr.ph
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03339, i64 8
  %12 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !11
  br label %16

13:                                               ; preds = %.lr.ph
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %.03140, i64 8
  %15 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !11
  br label %16

16:                                               ; preds = %13, %10
  %.sink = phi i32 [ %9, %13 ], [ %8, %10 ]
  %.134 = phi ptr [ %.03339, %13 ], [ %12, %10 ]
  %.132 = phi ptr [ %15, %13 ], [ %.03140, %10 ]
  store i32 %.sink, ptr %.02941, align 8
  %17 = tail call noalias dereferenceable_or_null(16) ptr @malloc(i64 noundef 16) #2
  %18 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02941, i64 8
  store ptr %17, ptr %18, align 8, !tbaa !11
  %19 = icmp ne ptr %.134, null
  %20 = icmp ne ptr %.132, null
  %21 = select i1 %19, i1 %20, i1 false
  br i1 %21, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %16, %5
  %.033.lcssa = phi ptr [ %0, %5 ], [ %.134, %16 ]
  %.031.lcssa = phi ptr [ %1, %5 ], [ %.132, %16 ]
  %.029.lcssa = phi ptr [ %6, %5 ], [ %17, %16 ]
  %.lcssa = phi i1 [ %3, %5 ], [ %19, %16 ]
  %22 = select i1 %.lcssa, ptr %.033.lcssa, ptr %.031.lcssa
  %.not45 = icmp eq ptr %22, null
  br i1 %.not45, label %._crit_edge50, label %.lr.ph49.preheader

.lr.ph49.preheader:                               ; preds = %._crit_edge
  %23 = load i32, ptr %22, align 8, !tbaa !5
  store i32 %23, ptr %.029.lcssa, align 8, !tbaa !5
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %22, i64 8
  %25 = load ptr, ptr %24, align 8, !tbaa !11
  %.not3760 = icmp eq ptr %25, null
  br i1 %.not3760, label %._crit_edge50, label %.lr.ph49

.lr.ph49:                                         ; preds = %.lr.ph49.preheader, %.lr.ph49
  %26 = phi ptr [ %31, %.lr.ph49 ], [ %25, %.lr.ph49.preheader ]
  %.14661 = phi ptr [ %27, %.lr.ph49 ], [ %.029.lcssa, %.lr.ph49.preheader ]
  %27 = tail call noalias dereferenceable_or_null(16) ptr @malloc(i64 noundef 16) #2
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %.14661, i64 8
  store ptr %27, ptr %28, align 8, !tbaa !11
  %29 = load i32, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  store i32 %29, ptr %27, align 8, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds i8, ptr %26, i64 8
  %31 = load ptr, ptr %30, align 8, !tbaa !11
  %.not37 = icmp eq ptr %31, null
  br i1 %.not37, label %._crit_edge50, label %.lr.ph49, !llvm.loop !14

._crit_edge50:                                    ; preds = %.lr.ph49, %.lr.ph49.preheader, %._crit_edge
  %.1.lcssa = phi ptr [ %.029.lcssa, %._crit_edge ], [ %.029.lcssa, %.lr.ph49.preheader ], [ %27, %.lr.ph49 ]
  %32 = getelementptr inbounds i8, ptr %.1.lcssa, i64 8
  store ptr null, ptr %32, align 8, !tbaa !11
  br label %33

33:                                               ; preds = %2, %._crit_edge50
  %.030 = phi ptr [ %6, %._crit_edge50 ], [ null, %2 ]
  ret ptr %.030
}

; 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

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 = { 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, !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: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MergedLoadStoreMotionPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass