; LLVM IR from MakeContributions/DSA :: algorithms/CPlusPlus/Arrays/merge-two-sorted-array.ll (Z11merge_arrayPiS_ii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z11merge_arrayPiS_ii(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #1 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %9) #2
  store i32 0, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %97, %4
  %16 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %20, label %19

19:                                               ; preds = %15
  store i32 2, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #2
  br label %100

20:                                               ; preds = %15
  %21 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = getelementptr inbounds i32, ptr %21, i64 %23
  %25 = load i32, ptr %24, align 4, !tbaa !9
  %26 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %27 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 0
  %28 = load i32, ptr %27, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp sgt i32 %25, %28
  br i1 %29, label %30, label %96

30:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  %31 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %33
  %35 = load i32, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  store i32 %35, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %36 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %37 = getelementptr inbounds i32, ptr %36, i64 0
  %38 = load i32, ptr %37, align 4, !tbaa !9
  %39 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %40 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %41 = sext i32 %40 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %39, i64 %41
  store i32 %38, ptr %42, align 4, !tbaa !9
  %43 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %44 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %44, i64 0
  store i32 %43, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 1, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %46

46:                                               ; preds = %92, %30
  %47 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %48 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %49 = icmp slt i32 %47, %48
  br i1 %49, label %51, label %50

50:                                               ; preds = %46
  store i32 5, ptr %10, align 4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  br label %95

51:                                               ; preds = %46
  %52 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %54 = sext i32 %53 to i64
  %55 = getelementptr inbounds i32, ptr %52, i64 %54
  %56 = load i32, ptr %55, align 4, !tbaa !9
  store i32 %56, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %58 = sub nsw i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %59

59:                                               ; preds = %72, %51
  %60 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %61 = icmp sge i32 %60, 0
  br i1 %61, label %62, label %70

62:                                               ; preds = %59
  %63 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %64 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %65 = sext i32 %64 to i64
  %66 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %65
  %67 = load i32, ptr %66, align 4, !tbaa !9
  %68 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %69 = icmp sgt i32 %67, %68
  br label %70

70:                                               ; preds = %62, %59
  %71 = phi i1 [ false, %59 ], [ %69, %62 ]
  br i1 %71, label %72, label %85

72:                                               ; preds = %70
  %73 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i64 %75
  %77 = load i32, ptr %76, align 4, !tbaa !9
  %78 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %81
  store i32 %77, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  %83 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %84 = sub nsw i32 %83, 1
  store i32 %84, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %59, !llvm.loop !11

85:                                               ; preds = %70
  %86 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %87 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %87, i64 %90
  store i32 %86, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  br label %92

92:                                               ; preds = %85
  %93 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %94 = add nsw i32 %93, 1
  store i32 %94, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %46, !llvm.loop !13

95:                                               ; preds = %50
  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
  br label %96

96:                                               ; preds = %95, %20
  br label %97

97:                                               ; preds = %96
  %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 %15, !llvm.loop !14

100:                                              ; preds = %19
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { mustprogress 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++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z11merge_arrayPiS_ii(ptr nocapture noundef %0, ptr nocapture noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = icmp sgt i32 %2, 0
  br i1 %5, label %.lr.ph39, label %._crit_edge

.lr.ph39:                                         ; preds = %4
  %invariant.gep = getelementptr i8, ptr %1, i64 4
  %6 = icmp sgt i32 %3, 1
  %wide.trip.count51 = zext nneg i32 %2 to i64
  br i1 %6, label %.lr.ph39.split.us.preheader, label %.lr.ph39.split.preheader

.lr.ph39.split.preheader:                         ; preds = %.lr.ph39
  %.pre = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %xtraiter = and i64 %wide.trip.count51, 1
  %7 = icmp eq i32 %2, 1
  br i1 %7, label %._crit_edge.loopexit55.unr-lcssa, label %.lr.ph39.split.preheader.new

.lr.ph39.split.preheader.new:                     ; preds = %.lr.ph39.split.preheader
  %unroll_iter = and i64 %wide.trip.count51, 2147483646
  br label %.lr.ph39.split

.lr.ph39.split.us.preheader:                      ; preds = %.lr.ph39
  %wide.trip.count46 = zext nneg i32 %3 to i64
  %8 = add nsw i64 %wide.trip.count46, -1
  %xtraiter56 = and i64 %8, 1
  %9 = icmp eq i32 %3, 2
  %unroll_iter58 = and i64 %8, -2
  %lcmp.mod57.not = icmp eq i64 %xtraiter56, 0
  br label %.lr.ph39.split.us

.lr.ph39.split.us:                                ; preds = %.lr.ph39.split.us.preheader, %..loopexit_crit_edge.us
  %indvars.iv48 = phi i64 [ 0, %.lr.ph39.split.us.preheader ], [ %indvars.iv.next49, %..loopexit_crit_edge.us ]
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv48
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = load i32, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  %13 = icmp sgt i32 %11, %12
  br i1 %13, label %.lr.ph.us, label %..loopexit_crit_edge.us

.lr.ph.us:                                        ; preds = %.lr.ph39.split.us
  store i32 %12, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  store i32 %11, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br i1 %9, label %..loopexit_crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.us.new

..loopexit_crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa:       ; preds = %.critedge.us.1, %.lr.ph.us
  %indvars.iv42.unr = phi i64 [ 1, %.lr.ph.us ], [ %indvars.iv.next43.1, %.critedge.us.1 ]
  br i1 %lcmp.mod57.not, label %..loopexit_crit_edge.us, label %.epil.preheader

.epil.preheader:                                  ; preds = %..loopexit_crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa
  %14 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv42.unr
  %15 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !5
  %16 = trunc i64 %indvars.iv42.unr to i32
  br label %17

17:                                               ; preds = %22, %.epil.preheader
  %.03036.us.in.epil = phi i32 [ %16, %.epil.preheader ], [ %.03036.us.epil, %22 ]
  %.03036.us.epil = add i32 %.03036.us.in.epil, -1
  %18 = zext nneg i32 %.03036.us.epil to i64
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %18
  %20 = load i32, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %21 = icmp sgt i32 %20, %15
  br i1 %21, label %22, label %.critedge.us.epil

22:                                               ; preds = %17
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %19, i64 4
  store i32 %20, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %24 = icmp sgt i32 %.03036.us.epil, 0
  br i1 %24, label %17, label %.critedge.us.epil, !llvm.loop !9

.critedge.us.epil:                                ; preds = %22, %17
  %.030.lcssa.us.epil = phi i32 [ -1, %22 ], [ %.03036.us.epil, %17 ]
  %25 = sext i32 %.030.lcssa.us.epil to i64
  %gep.us.epil = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %25
  store i32 %15, ptr %gep.us.epil, align 4, !tbaa !5
  br label %..loopexit_crit_edge.us

..loopexit_crit_edge.us:                          ; preds = %.critedge.us.epil, %..loopexit_crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa, %.lr.ph39.split.us
  %indvars.iv.next49 = add nuw nsw i64 %indvars.iv48, 1
  %exitcond52.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next49, %wide.trip.count51
  br i1 %exitcond52.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph39.split.us, !llvm.loop !11

.lr.ph.us.new:                                    ; preds = %.lr.ph.us, %.critedge.us.1
  %indvars.iv42 = phi i64 [ %indvars.iv.next43.1, %.critedge.us.1 ], [ 1, %.lr.ph.us ]
  %niter59 = phi i64 [ %niter59.next.1, %.critedge.us.1 ], [ 0, %.lr.ph.us ]
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv42
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = trunc i64 %indvars.iv42 to i32
  br label %29

29:                                               ; preds = %47, %.lr.ph.us.new
  %.03036.us.in = phi i32 [ %28, %.lr.ph.us.new ], [ %.03036.us, %47 ]
  %.03036.us = add i32 %.03036.us.in, -1
  %30 = zext nneg i32 %.03036.us to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %33 = icmp sgt i32 %32, %27
  br i1 %33, label %47, label %.critedge.us

.critedge.us:                                     ; preds = %47, %29
  %.030.lcssa.us = phi i32 [ -1, %47 ], [ %.03036.us, %29 ]
  %34 = sext i32 %.030.lcssa.us to i64
  %gep.us = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %34
  store i32 %27, ptr %gep.us, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next43 = add nuw nsw i64 %indvars.iv42, 1
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %indvars.iv.next43
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = trunc i64 %indvars.iv.next43 to i32
  br label %38

38:                                               ; preds = %43, %.critedge.us
  %.03036.us.in.1 = phi i32 [ %37, %.critedge.us ], [ %.03036.us.1, %43 ]
  %.03036.us.1 = add i32 %.03036.us.in.1, -1
  %39 = zext nneg i32 %.03036.us.1 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %39
  %41 = load i32, ptr %40, align 4, !tbaa !5
  %42 = icmp sgt i32 %41, %36
  br i1 %42, label %43, label %.critedge.us.1

43:                                               ; preds = %38
  %44 = getelementptr inbounds i8, ptr %40, i64 4
  store i32 %41, ptr %44, align 4, !tbaa !5
  %45 = icmp sgt i32 %.03036.us.1, 0
  br i1 %45, label %38, label %.critedge.us.1, !llvm.loop !9

.critedge.us.1:                                   ; preds = %43, %38
  %.030.lcssa.us.1 = phi i32 [ -1, %43 ], [ %.03036.us.1, %38 ]
  %46 = sext i32 %.030.lcssa.us.1 to i64
  %gep.us.1 = getelementptr i32, ptr %invariant.gep, i64 %46
  store i32 %36, ptr %gep.us.1, align 4, !tbaa !5
  %indvars.iv.next43.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv42, 2
  %niter59.next.1 = add i64 %niter59, 2
  %niter59.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter59.next.1, %unroll_iter58
  br i1 %niter59.ncmp.1, label %..loopexit_crit_edge.us.loopexit.unr-lcssa, label %.lr.ph.us.new, !llvm.loop !12

47:                                               ; preds = %29
  %48 = getelementptr inbounds i8, ptr %31, i64 4
  store i32 %32, ptr %48, align 4, !tbaa !5
  %49 = icmp sgt i32 %.03036.us, 0
  br i1 %49, label %29, label %.critedge.us, !llvm.loop !9

._crit_edge.loopexit55.unr-lcssa:                 ; preds = %61, %.lr.ph39.split.preheader
  %.unr = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph39.split.preheader ], [ %62, %61 ]
  %indvars.iv.unr = phi i64 [ 0, %.lr.ph39.split.preheader ], [ %indvars.iv.next.1, %61 ]
  %lcmp.mod.not = icmp eq i64 %xtraiter, 0
  br i1 %lcmp.mod.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph39.split.epil

.lr.ph39.split.epil:                              ; preds = %._crit_edge.loopexit55.unr-lcssa
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.unr
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  %52 = icmp sgt i32 %51, %.unr
  br i1 %52, label %.loopexit.epil, label %._crit_edge

.loopexit.epil:                                   ; preds = %.lr.ph39.split.epil
  store i32 %.unr, ptr %50, align 4, !tbaa !5
  store i32 %51, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit55.unr-lcssa, %.loopexit.epil, %.lr.ph39.split.epil, %..loopexit_crit_edge.us, %4
  ret void

.lr.ph39.split:                                   ; preds = %61, %.lr.ph39.split.preheader.new
  %53 = phi i32 [ %.pre, %.lr.ph39.split.preheader.new ], [ %62, %61 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph39.split.preheader.new ], [ %indvars.iv.next.1, %61 ]
  %niter = phi i64 [ 0, %.lr.ph39.split.preheader.new ], [ %niter.next.1, %61 ]
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  %56 = icmp sgt i32 %55, %53
  br i1 %56, label %.loopexit, label %.lr.ph39.split.1

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph39.split
  store i32 %53, ptr %54, align 4, !tbaa !5
  store i32 %55, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %.lr.ph39.split.1

.lr.ph39.split.1:                                 ; preds = %.loopexit, %.lr.ph39.split
  %57 = phi i32 [ %55, %.loopexit ], [ %53, %.lr.ph39.split ]
  %indvars.iv.next = or disjoint i64 %indvars.iv, 1
  %58 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %indvars.iv.next
  %59 = load i32, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  %60 = icmp sgt i32 %59, %57
  br i1 %60, label %.loopexit.1, label %61

.loopexit.1:                                      ; preds = %.lr.ph39.split.1
  store i32 %57, ptr %58, align 4, !tbaa !5
  store i32 %59, ptr %1, align 4, !tbaa !5
  br label %61

61:                                               ; preds = %.loopexit.1, %.lr.ph39.split.1
  %62 = phi i32 [ %59, %.loopexit.1 ], [ %57, %.lr.ph39.split.1 ]
  %indvars.iv.next.1 = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 2
  %niter.next.1 = add i64 %niter, 2
  %niter.ncmp.1 = icmp eq i64 %niter.next.1, %unroll_iter
  br i1 %niter.ncmp.1, label %._crit_edge.loopexit55.unr-lcssa, label %.lr.ph39.split, !llvm.loop !11
}

attributes #0 = { mustprogress 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" }

!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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = distinct !{!11, !10}
!12 = distinct !{!12, !10}


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