; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/ds (Merging_two_Linked_List)

; 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.Node = type { i32, ptr }

@third = external dso_local global ptr, align 8

; 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 @Merge(ptr noundef %0, ptr noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca ptr, align 8
  %5 = alloca ptr, align 8
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %5) #2
  %6 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %7 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %6, i32 0, i32 0
  %8 = load i32, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %9 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %10 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %9, i32 0, i32 0
  %11 = load i32, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %12 = icmp slt i32 %8, %11
  br i1 %12, label %13, label %20

13:                                               ; preds = %2
  %14 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %14, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %14, ptr @third, align 8, !tbaa !5
  %15 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %16 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %15, i32 0, i32 1
  %17 = load ptr, ptr %16, align 8, !tbaa !12
  store ptr %17, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %18 = load ptr, ptr @third, align 8, !tbaa !5
  %19 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %18, i32 0, i32 1
  store ptr null, ptr %19, align 8, !tbaa !12
  br label %27

20:                                               ; preds = %2
  %21 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %21, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %21, ptr @third, align 8, !tbaa !5
  %22 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %23 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %22, i32 0, i32 1
  %24 = load ptr, ptr %23, align 8, !tbaa !12
  store ptr %24, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %25 = load ptr, ptr @third, align 8, !tbaa !5
  %26 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %25, i32 0, i32 1
  store ptr null, ptr %26, align 8, !tbaa !12
  br label %27

27:                                               ; preds = %20, %13
  br label %28

28:                                               ; preds = %64, %27
  %29 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %30 = icmp ne ptr %29, null
  br i1 %30, label %31, label %34

31:                                               ; preds = %28
  %32 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %33 = icmp ne ptr %32, null
  br label %34

34:                                               ; preds = %31, %28
  %35 = phi i1 [ false, %28 ], [ %33, %31 ]
  br i1 %35, label %36, label %65

36:                                               ; preds = %34
  %37 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %38 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %37, i32 0, i32 0
  %39 = load i32, ptr %38, align 8, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %41 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %40, i32 0, i32 0
  %42 = load i32, ptr %41, align 8, !tbaa !9
  %43 = icmp slt i32 %39, %42
  br i1 %43, label %44, label %54

44:                                               ; preds = %36
  %45 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %46 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %47 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %46, i32 0, i32 1
  store ptr %45, ptr %47, align 8, !tbaa !12
  %48 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store ptr %48, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %49 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %50 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %49, i32 0, i32 1
  %51 = load ptr, ptr %50, align 8, !tbaa !12
  store ptr %51, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %52 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %53 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %52, i32 0, i32 1
  store ptr null, ptr %53, align 8, !tbaa !12
  br label %64

54:                                               ; preds = %36
  %55 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %56 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %57 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %56, i32 0, i32 1
  store ptr %55, ptr %57, align 8, !tbaa !12
  %58 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  store ptr %58, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %59 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %60 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %59, i32 0, i32 1
  %61 = load ptr, ptr %60, align 8, !tbaa !12
  store ptr %61, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %62 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %63 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %62, i32 0, i32 1
  store ptr null, ptr %63, align 8, !tbaa !12
  br label %64

64:                                               ; preds = %54, %44
  br label %28, !llvm.loop !13

65:                                               ; preds = %34
  %66 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %67 = icmp ne ptr %66, null
  br i1 %67, label %68, label %72

68:                                               ; preds = %65
  %69 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %70 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %71 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %70, i32 0, i32 1
  store ptr %69, ptr %71, align 8, !tbaa !12
  br label %72

72:                                               ; preds = %68, %65
  %73 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %74 = icmp ne ptr %73, null
  br i1 %74, label %75, label %79

75:                                               ; preds = %72
  %76 = load ptr, ptr %4, align 8, !tbaa !5
  %77 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %78 = getelementptr inbounds %struct.Node, ptr %77, i32 0, i32 1
  store ptr %76, ptr %78, align 8, !tbaa !12
  br label %79

79:                                               ; preds = %75, %72
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %5) #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, !11, i64 0}
!10 = !{!"Node", !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"

@third = external dso_local local_unnamed_addr global ptr, align 8

; Function Attrs: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @Merge(ptr noundef %0, ptr noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %4 = load i32, ptr %1, align 8, !tbaa !5
  %5 = icmp slt i32 %3, %4
  br i1 %5, label %6, label %9

6:                                                ; preds = %2
  %7 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  %8 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !11
  br label %12

9:                                                ; preds = %2
  %10 = getelementptr inbounds i8, ptr %1, i64 8
  %11 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !11
  br label %12

12:                                               ; preds = %9, %6
  %.sink44 = phi ptr [ %10, %9 ], [ %7, %6 ]
  %.sink = phi ptr [ %1, %9 ], [ %0, %6 ]
  %.029 = phi ptr [ %0, %9 ], [ %8, %6 ]
  %.026 = phi ptr [ %11, %9 ], [ %1, %6 ]
  store ptr null, ptr %.sink44, align 8, !tbaa !11
  store ptr %.sink, ptr @third, align 8
  %13 = icmp ne ptr %.029, null
  %14 = icmp ne ptr %.026, null
  %15 = select i1 %13, i1 %14, i1 false
  br i1 %15, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %12, %26
  %.135 = phi ptr [ %.2, %26 ], [ %.sink, %12 ]
  %.12734 = phi ptr [ %.228, %26 ], [ %.026, %12 ]
  %.13033 = phi ptr [ %.231, %26 ], [ %.029, %12 ]
  %16 = load i32, ptr %.13033, align 8, !tbaa !5
  %17 = load i32, ptr %.12734, align 8, !tbaa !5
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  %19 = getelementptr inbounds i8, ptr %.135, i64 8
  br i1 %18, label %20, label %23

20:                                               ; preds = %.lr.ph
  store ptr %.13033, ptr %19, align 8, !tbaa !11
  %21 = getelementptr inbounds i8, ptr %.13033, i64 8
  %22 = load ptr, ptr %21, align 8, !tbaa !11
  br label %26

23:                                               ; preds = %.lr.ph
  store ptr %.12734, ptr %19, align 8, !tbaa !11
  %24 = getelementptr inbounds i8, ptr %.12734, i64 8
  %25 = load ptr, ptr %24, align 8, !tbaa !11
  br label %26

26:                                               ; preds = %23, %20
  %.sink45 = phi ptr [ %24, %23 ], [ %21, %20 ]
  %.231 = phi ptr [ %.13033, %23 ], [ %22, %20 ]
  %.228 = phi ptr [ %25, %23 ], [ %.12734, %20 ]
  %.2 = phi ptr [ %.12734, %23 ], [ %.13033, %20 ]
  store ptr null, ptr %.sink45, align 8, !tbaa !11
  %27 = icmp ne ptr %.231, null
  %28 = icmp ne ptr %.228, null
  %29 = select i1 %27, i1 %28, i1 false
  br i1 %29, label %.lr.ph, label %._crit_edge, !llvm.loop !12

._crit_edge:                                      ; preds = %26, %12
  %.130.lcssa = phi ptr [ %.029, %12 ], [ %.231, %26 ]
  %.127.lcssa = phi ptr [ %.026, %12 ], [ %.228, %26 ]
  %.1.lcssa = phi ptr [ %.sink, %12 ], [ %.2, %26 ]
  %.lcssa32 = phi i1 [ %13, %12 ], [ %27, %26 ]
  %.lcssa = phi i1 [ %14, %12 ], [ %28, %26 ]
  br i1 %.lcssa32, label %30, label %32

30:                                               ; preds = %._crit_edge
  %31 = getelementptr inbounds i8, ptr %.1.lcssa, i64 8
  store ptr %.130.lcssa, ptr %31, align 8, !tbaa !11
  br label %32

32:                                               ; preds = %30, %._crit_edge
  br i1 %.lcssa, label %33, label %35

33:                                               ; preds = %32
  %34 = getelementptr inbounds i8, ptr %.1.lcssa, i64 8
  store ptr %.127.lcssa, ptr %34, align 8, !tbaa !11
  br label %35

35:                                               ; preds = %33, %32
  ret void
}

attributes #0 = { 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 = !{!"Node", !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"}


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