; LLVM IR from wuzhouhui/leetcode :: 88_merge_sorted_array (merge)

; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @merge(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %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
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %13 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %14 = icmp ne i32 %13, 0
  br i1 %14, label %16, label %15

15:                                               ; preds = %4
  br label %124

16:                                               ; preds = %4
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp ne i32 %17, 0
  br i1 %18, label %25, label %19

19:                                               ; preds = %16
  %20 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %21 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %22 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %23 = sext i32 %22 to i64
  %24 = mul i64 %23, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %20, ptr align 4 %21, i64 %24, i1 false)
  br label %124

25:                                               ; preds = %16
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #5
  %26 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %27 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %26, %27
  %29 = sext i32 %28 to i64
  %30 = mul i64 %29, 4
  %31 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef %30) #6
  store ptr %31, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %32

32:                                               ; preds = %78, %25
  %33 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %34 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %35 = icmp slt i32 %33, %34
  br i1 %35, label %36, label %40

36:                                               ; preds = %32
  %37 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %38 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %39 = icmp slt i32 %37, %38
  br label %40

40:                                               ; preds = %36, %32
  %41 = phi i1 [ false, %32 ], [ %39, %36 ]
  br i1 %41, label %42, label %79

42:                                               ; preds = %40
  %43 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %44 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %45 = sext i32 %44 to i64
  %46 = getelementptr inbounds i32, ptr %43, i64 %45
  %47 = load i32, ptr %46, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %49 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %50 = sext i32 %49 to i64
  %51 = getelementptr inbounds i32, ptr %48, i64 %50
  %52 = load i32, ptr %51, align 4, !tbaa !9
  %53 = icmp slt i32 %47, %52
  br i1 %53, label %54, label %66

54:                                               ; preds = %42
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %56 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %55, i64 %58
  %60 = load i32, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  %61 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %63 = add nsw i32 %62, 1
  store i32 %63, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %64 = sext i32 %62 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %64
  store i32 %60, ptr %65, align 4, !tbaa !9
  br label %78

66:                                               ; preds = %42
  %67 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %68 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %70 = sext i32 %68 to i64
  %71 = getelementptr inbounds i32, ptr %67, i64 %70
  %72 = load i32, ptr %71, align 4, !tbaa !9
  %73 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %74 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %73, i64 %76
  store i32 %72, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  br label %78

78:                                               ; preds = %66, %54
  br label %32, !llvm.loop !11

79:                                               ; preds = %40
  %80 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %82 = icmp slt i32 %80, %81
  br i1 %82, label %83, label %97

83:                                               ; preds = %79
  %84 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %84, i64 %86
  %88 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  %92 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %94 = sub nsw i32 %92, %93
  %95 = sext i32 %94 to i64
  %96 = mul i64 %95, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %87, ptr align 4 %91, i64 %96, i1 false)
  br label %97

97:                                               ; preds = %83, %79
  %98 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %99 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %100 = icmp slt i32 %98, %99
  br i1 %100, label %101, label %115

101:                                              ; preds = %97
  %102 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %103 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %104 = sext i32 %103 to i64
  %105 = getelementptr inbounds i32, ptr %102, i64 %104
  %106 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds i32, ptr %106, i64 %108
  %110 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %111 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %112 = sub nsw i32 %110, %111
  %113 = sext i32 %112 to i64
  %114 = mul i64 %113, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %105, ptr align 4 %109, i64 %114, i1 false)
  br label %115

115:                                              ; preds = %101, %97
  %116 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %117 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %118 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %119 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %120 = add nsw i32 %118, %119
  %121 = sext i32 %120 to i64
  %122 = mul i64 %121, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %116, ptr align 4 %117, i64 %122, i1 false)
  %123 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @free(ptr noundef %123) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #5
  br label %124

124:                                              ; preds = %115, %19, %15
  ret void
}

; 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) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nounwind allocsize(0)
declare noalias ptr @malloc(i64 noundef) #3

; Function Attrs: nounwind
declare void @free(ptr noundef) #4

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

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 nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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 #4 = { nounwind "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 #5 = { nounwind }
attributes #6 = { 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"}


; 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: nounwind uwtable
define dso_local void @merge(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef readonly %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %.not = icmp eq i32 %3, 0
  br i1 %.not, label %47, label %5

5:                                                ; preds = %4
  %.not51 = icmp eq i32 %1, 0
  br i1 %.not51, label %6, label %9

6:                                                ; preds = %5
  %7 = sext i32 %3 to i64
  %8 = shl nsw i64 %7, 2
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %0, ptr align 4 %2, i64 %8, i1 false)
  br label %47

9:                                                ; preds = %5
  %10 = add nsw i32 %3, %1
  %11 = sext i32 %10 to i64
  %12 = shl nsw i64 %11, 2
  %13 = tail call noalias ptr @malloc(i64 noundef %12) #5
  %14 = icmp sgt i32 %1, 0
  %15 = icmp sgt i32 %3, 0
  %16 = and i1 %14, %15
  br i1 %16, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %9, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %9 ]
  %.04354 = phi i32 [ %.144, %.lr.ph ], [ 0, %9 ]
  %.04553 = phi i32 [ %.146, %.lr.ph ], [ 0, %9 ]
  %17 = zext nneg i32 %.04553 to i64
  %18 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %17
  %19 = load i32, ptr %18, align 4, !tbaa !5
  %20 = zext nneg i32 %.04354 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %20
  %22 = load i32, ptr %21, align 4, !tbaa !5
  %23 = icmp slt i32 %19, %22
  %.sink = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %19, i32 %22)
  %24 = zext i1 %23 to i32
  %.146 = add nuw nsw i32 %.04553, %24
  %not. = xor i1 %23, true
  %25 = zext i1 %not. to i32
  %.144 = add nuw nsw i32 %.04354, %25
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %26, align 4
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %27 = icmp slt i32 %.146, %1
  %28 = icmp slt i32 %.144, %3
  %29 = select i1 %27, i1 %28, i1 false
  br i1 %29, label %.lr.ph, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !9

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph
  %30 = and i64 %indvars.iv.next, 4294967295
  br i1 %27, label %31, label %38

._crit_edge:                                      ; preds = %9
  br i1 %14, label %31, label %38

31:                                               ; preds = %._crit_edge.loopexit, %._crit_edge
  %.lcssa69 = phi i1 [ %28, %._crit_edge.loopexit ], [ %15, %._crit_edge ]
  %.0.lcssa67 = phi i64 [ %30, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %._crit_edge ]
  %.043.lcssa65 = phi i32 [ %.144, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %._crit_edge ]
  %.045.lcssa63 = phi i32 [ %.146, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %._crit_edge ]
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %.0.lcssa67
  %33 = sext i32 %.045.lcssa63 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %33
  %35 = sub nsw i32 %1, %.045.lcssa63
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = shl nsw i64 %36, 2
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %32, ptr align 4 %34, i64 %37, i1 false)
  br i1 %.lcssa69, label %39, label %46

38:                                               ; preds = %._crit_edge.loopexit, %._crit_edge
  %.lcssa68 = phi i1 [ %28, %._crit_edge.loopexit ], [ %15, %._crit_edge ]
  %.0.lcssa66 = phi i64 [ %30, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %._crit_edge ]
  %.043.lcssa64 = phi i32 [ %.144, %._crit_edge.loopexit ], [ 0, %._crit_edge ]
  br i1 %.lcssa68, label %39, label %46

39:                                               ; preds = %31, %38
  %.043.lcssa6471 = phi i32 [ %.043.lcssa65, %31 ], [ %.043.lcssa64, %38 ]
  %.0.lcssa6670 = phi i64 [ %.0.lcssa67, %31 ], [ %.0.lcssa66, %38 ]
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %13, i64 %.0.lcssa6670
  %41 = sext i32 %.043.lcssa6471 to i64
  %42 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %41
  %43 = sub nsw i32 %3, %.043.lcssa6471
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = shl nsw i64 %44, 2
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %40, ptr align 4 %42, i64 %45, i1 false)
  br label %46

46:                                               ; preds = %31, %39, %38
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %0, ptr align 4 %13, i64 %12, i1 false)
  tail call void @free(ptr noundef %13) #6
  br label %47

47:                                               ; preds = %4, %46, %6
  ret void
}

; Function Attrs: mustprogress 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) #1

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @malloc(i64 noundef) local_unnamed_addr #2

; Function Attrs: mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite)
declare void @free(ptr allocptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #4

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 = { mustprogress nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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 #3 = { mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, 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 #4 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #5 = { nounwind allocsize(0) }
attributes #6 = { 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 = !{!"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,InstSimplifyPass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MergedLoadStoreMotionPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass