; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C-Plus-Plus/ds/MergeSortLL.ll (Z5mergeP4NodeS0_)

; 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"

%class.Node = 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef ptr @_Z5mergeP4NodeS0_(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #1 {
  %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 i32, align 4
  store ptr %0, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %6) #2
  store ptr null, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %7) #2
  store ptr null, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %9 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %10 = icmp eq ptr %9, null
  br i1 %10, label %11, label %13

11:                                               ; preds = %2
  %12 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %12, ptr %3, align 8
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %89

13:                                               ; preds = %2
  %14 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %15 = icmp eq ptr %14, null
  br i1 %15, label %16, label %18

16:                                               ; preds = %13
  %17 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %17, ptr %3, align 8
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %89

18:                                               ; preds = %13
  %19 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %20 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %19, i32 0, i32 0
  %21 = load i32, ptr %20, align 8, !tbaa !9
  %22 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %22, i32 0, i32 0
  %24 = load i32, ptr %23, align 8, !tbaa !9
  %25 = icmp slt i32 %21, %24
  br i1 %25, label %26, label %32

26:                                               ; preds = %18
  %27 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %27, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %28 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %28, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %29 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %30 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %29, i32 0, i32 1
  %31 = load ptr, ptr %30, align 8, !tbaa !12
  store ptr %31, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %38

32:                                               ; preds = %18
  %33 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %33, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %34 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %34, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %35 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %36 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %35, i32 0, i32 1
  %37 = load ptr, ptr %36, align 8, !tbaa !12
  store ptr %37, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %38

38:                                               ; preds = %32, %26
  br label %39

39:                                               ; preds = %71, %38
  %40 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %41 = icmp ne ptr %40, null
  br i1 %41, label %42, label %45

42:                                               ; preds = %39
  %43 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %44 = icmp ne ptr %43, null
  br label %45

45:                                               ; preds = %42, %39
  %46 = phi i1 [ false, %39 ], [ %44, %42 ]
  br i1 %46, label %47, label %72

47:                                               ; preds = %45
  %48 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %48, i32 0, i32 0
  %50 = load i32, ptr %49, align 8, !tbaa !9
  %51 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %52 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %51, i32 0, i32 0
  %53 = load i32, ptr %52, align 8, !tbaa !9
  %54 = icmp slt i32 %50, %53
  br i1 %54, label %55, label %63

55:                                               ; preds = %47
  %56 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %57 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %58 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %57, i32 0, i32 1
  store ptr %56, ptr %58, align 8, !tbaa !12
  %59 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %59, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %60 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %61 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %60, i32 0, i32 1
  %62 = load ptr, ptr %61, align 8, !tbaa !12
  store ptr %62, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  br label %71

63:                                               ; preds = %47
  %64 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %65 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %66 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %65, i32 0, i32 1
  store ptr %64, ptr %66, align 8, !tbaa !12
  %67 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %67, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %68 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %69 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %68, i32 0, i32 1
  %70 = load ptr, ptr %69, align 8, !tbaa !12
  store ptr %70, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  br label %71

71:                                               ; preds = %63, %55
  br label %39, !llvm.loop !13

72:                                               ; preds = %45
  %73 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %74 = icmp eq ptr %73, null
  br i1 %74, label %75, label %79

75:                                               ; preds = %72
  %76 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %77 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %78 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %77, i32 0, i32 1
  store ptr %76, ptr %78, align 8, !tbaa !12
  br label %87

79:                                               ; preds = %72
  %80 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %81 = icmp eq ptr %80, null
  br i1 %81, label %82, label %86

82:                                               ; preds = %79
  %83 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %84 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %85 = getelementptr inbounds %class.Node, ptr %84, i32 0, i32 1
  store ptr %83, ptr %85, align 8, !tbaa !12
  br label %86

86:                                               ; preds = %82, %79
  br label %87

87:                                               ; preds = %86, %75
  %88 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %88, ptr %3, align 8
  store i32 1, ptr %8, align 4
  br label %89

89:                                               ; preds = %87, %16, %11
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %6) #2
  %90 = load ptr, ptr %3, align 8
  ret ptr %90
}

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, !11, i64 0}
!10 = !{!"_ZTS4Node", !11, i64 0, !6, i64 8}
!11 = !{!"int", !7, i64 0}
!12 = !{!10, !6, i64 8}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"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: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local noundef ptr @_Z5mergeP4NodeS0_(ptr noundef %0, ptr noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = icmp eq ptr %0, null
  br i1 %3, label %38, label %4

4:                                                ; preds = %2
  %5 = icmp eq ptr %1, null
  br i1 %5, label %38, label %6

6:                                                ; preds = %4
  %7 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %8 = load i32, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %9 = icmp slt i32 %7, %8
  br i1 %9, label %10, label %13

10:                                               ; preds = %6
  %11 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %12 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !11
  br label %16

13:                                               ; preds = %6
  %14 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %15 = load ptr, ptr %14, align 8, !tbaa !11
  br label %16

16:                                               ; preds = %13, %10
  %.036 = phi ptr [ %12, %10 ], [ %0, %13 ]
  %.033 = phi ptr [ %1, %10 ], [ %15, %13 ]
  %.0 = phi ptr [ %0, %10 ], [ %1, %13 ]
  %17 = icmp ne ptr %.036, null
  %18 = icmp ne ptr %.033, null
  %19 = select i1 %17, i1 %18, i1 false
  br i1 %19, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %16, %30
  %.144 = phi ptr [ %.2, %30 ], [ %.0, %16 ]
  %.13443 = phi ptr [ %.235, %30 ], [ %.033, %16 ]
  %.13742 = phi ptr [ %.238, %30 ], [ %.036, %16 ]
  %20 = load i32, ptr %.13742, align 8, !tbaa !5
  %21 = load i32, ptr %.13443, align 8, !tbaa !5
  %22 = icmp slt i32 %20, %21
  %23 = getelementptr inbounds i8, ptr %.144, i64 8
  br i1 %22, label %24, label %27

24:                                               ; preds = %.lr.ph
  store ptr %.13742, ptr %23, align 8, !tbaa !11
  %25 = getelementptr inbounds i8, ptr %.13742, i64 8
  %26 = load ptr, ptr %25, align 8, !tbaa !11
  br label %30

27:                                               ; preds = %.lr.ph
  store ptr %.13443, ptr %23, align 8, !tbaa !11
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %.13443, i64 8
  %29 = load ptr, ptr %28, align 8, !tbaa !11
  br label %30

30:                                               ; preds = %27, %24
  %.238 = phi ptr [ %26, %24 ], [ %.13742, %27 ]
  %.235 = phi ptr [ %.13443, %24 ], [ %29, %27 ]
  %.2 = phi ptr [ %.13742, %24 ], [ %.13443, %27 ]
  %31 = icmp ne ptr %.238, null
  %32 = icmp ne ptr %.235, null
  %33 = select i1 %31, i1 %32, i1 false
  br i1 %33, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %30, %16
  %.137.lcssa = phi ptr [ %.036, %16 ], [ %.238, %30 ]
  %.134.lcssa = phi ptr [ %.033, %16 ], [ %.235, %30 ]
  %.1.lcssa = phi ptr [ %.0, %16 ], [ %.2, %30 ]
  %34 = icmp eq ptr %.137.lcssa, null
  br i1 %34, label %.sink.split, label %35

35:                                               ; preds = %._crit_edge
  %36 = icmp eq ptr %.134.lcssa, null
  br i1 %36, label %.sink.split, label %38

.sink.split:                                      ; preds = %35, %._crit_edge
  %.134.lcssa.sink = phi ptr [ %.134.lcssa, %._crit_edge ], [ %.137.lcssa, %35 ]
  %37 = getelementptr inbounds i8, ptr %.1.lcssa, i64 8
  store ptr %.134.lcssa.sink, ptr %37, align 8, !tbaa !11
  br label %38

38:                                               ; preds = %.sink.split, %35, %4, %2
  %.039 = phi ptr [ %1, %2 ], [ %0, %4 ], [ %.0, %35 ], [ %.0, %.sink.split ]
  ret ptr %.039
}

attributes #0 = { mustprogress 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 = !{!"_ZTS4Node", !7, i64 0, !10, i64 8}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !10, i64 8}
!12 = distinct !{!12, !13}
!13 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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