; LLVM IR from bartobri/data-structures-c :: arrays/recursive-mergesort-wih-cutoff-to-insertion (sort)

; 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 @mergeAB(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, ptr noundef %3, i32 noundef %4) #1 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store ptr %3, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 %4, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  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
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %14

14:                                               ; preds = %82, %5
  %15 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %18 = add nsw i32 %16, %17
  %19 = icmp slt i32 %15, %18
  br i1 %19, label %20, label %85

20:                                               ; preds = %14
  %21 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = icmp eq i32 %21, %22
  br i1 %23, label %24, label %35

24:                                               ; preds = %20
  %25 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %26 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %27 = add nsw i32 %26, 1
  store i32 %27, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %28 = sext i32 %26 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %25, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !9
  %31 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %33
  store i32 %30, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  br label %82

35:                                               ; preds = %20
  %36 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %37 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %38 = icmp eq i32 %36, %37
  br i1 %38, label %39, label %50

39:                                               ; preds = %35
  %40 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %42 = add nsw i32 %41, 1
  store i32 %42, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %43 = sext i32 %41 to i64
  %44 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %43
  %45 = load i32, ptr %44, align 4, !tbaa !9
  %46 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %48 = sext i32 %47 to i64
  %49 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %48
  store i32 %45, ptr %49, align 4, !tbaa !9
  br label %82

50:                                               ; preds = %35
  %51 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %52 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %51, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %57 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %57 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %56, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = icmp slt i32 %55, %60
  br i1 %61, label %62, label %69

62:                                               ; preds = %50
  %63 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %65 = add nsw i32 %64, 1
  store i32 %65, ptr %11, 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 %76

69:                                               ; preds = %50
  %70 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %71 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %72 = add nsw i32 %71, 1
  store i32 %72, ptr %12, 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
  br label %76

76:                                               ; preds = %69, %62
  %77 = phi i32 [ %68, %62 ], [ %75, %69 ]
  %78 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %80
  store i32 %77, ptr %81, align 4, !tbaa !9
  br label %82

82:                                               ; preds = %76, %39, %24
  %83 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %84 = add nsw i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %14, !llvm.loop !11

85:                                               ; preds = %14
  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
  ret void
}

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 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; 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 @mergeAB(ptr nocapture noundef writeonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, i32 noundef %2, ptr nocapture noundef readonly %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = add nsw i32 %4, %2
  %7 = icmp sgt i32 %6, 0
  br i1 %7, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %5
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %6 to i64
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %32
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %32 ]
  %.02532 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.2, %32 ]
  %.02631 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.228, %32 ]
  %8 = icmp eq i32 %.02631, %2
  br i1 %8, label %9, label %14

9:                                                ; preds = %.lr.ph
  %10 = add nsw i32 %.02532, 1
  %11 = sext i32 %.02532 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %11
  %13 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  br label %32

14:                                               ; preds = %.lr.ph
  %15 = icmp eq i32 %.02532, %4
  br i1 %15, label %16, label %21

16:                                               ; preds = %14
  %17 = add nsw i32 %.02631, 1
  %18 = sext i32 %.02631 to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  br label %32

21:                                               ; preds = %14
  %22 = sext i32 %.02631 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = sext i32 %.02532 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %3, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp slt i32 %24, %27
  %29 = zext i1 %28 to i32
  %.127 = add nsw i32 %.02631, %29
  %not. = xor i1 %28, true
  %30 = zext i1 %not. to i32
  %.1 = add nsw i32 %.02532, %30
  %31 = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %24, i32 %27)
  br label %32

32:                                               ; preds = %21, %16, %9
  %.sink = phi i32 [ %31, %21 ], [ %20, %16 ], [ %13, %9 ]
  %.228 = phi i32 [ %.127, %21 ], [ %17, %16 ], [ %2, %9 ]
  %.2 = phi i32 [ %.1, %21 ], [ %4, %16 ], [ %10, %9 ]
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %33, 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 %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9

._crit_edge:                                      ; preds = %32, %5
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.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.mustprogress"}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass