; LLVM IR from HarshCasper/NeoAlgo :: C/sort (Wiggle_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: nounwind uwtable
define dso_local void @merge(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #0 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i32, align 4
  %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 ptr, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  %16 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  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) #3
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %17, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #3
  %18 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %19 = add nsw i32 %18, 1
  store i32 %19, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %20 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %22 = sub nsw i32 %20, %21
  %23 = add nsw i32 %22, 1
  %24 = zext i32 %23 to i64
  %25 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %25, ptr %12, align 8
  %26 = alloca i32, i64 %24, align 16
  store i64 %24, ptr %13, align 8
  br label %27

27:                                               ; preds = %71, %4
  %28 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %29 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %30 = icmp sle i32 %28, %29
  br i1 %30, label %31, label %35

31:                                               ; preds = %27
  %32 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %33 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %34 = icmp sle i32 %32, %33
  br label %35

35:                                               ; preds = %31, %27
  %36 = phi i1 [ false, %27 ], [ %34, %31 ]
  br i1 %36, label %37, label %72

37:                                               ; preds = %35
  %38 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %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 = icmp sle i32 %42, %47
  br i1 %48, label %49, label %60

49:                                               ; preds = %37
  %50 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  store i32 %52, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %51 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %56 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = add nsw i32 %56, 1
  store i32 %57, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %58 = sext i32 %56 to i64
  %59 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %58
  store i32 %55, ptr %59, align 4, !tbaa !9
  br label %71

60:                                               ; preds = %37
  %61 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %63 = add nsw i32 %62, 1
  store i32 %63, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %64 = sext i32 %62 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %64
  %66 = load i32, ptr %65, align 4, !tbaa !9
  %67 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %68 = add nsw i32 %67, 1
  store i32 %68, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %69 = sext i32 %67 to i64
  %70 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %69
  store i32 %66, ptr %70, align 4, !tbaa !9
  br label %71

71:                                               ; preds = %60, %49
  br label %27, !llvm.loop !11

72:                                               ; preds = %35
  %73 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %75 = icmp sgt i32 %73, %74
  br i1 %75, label %76, label %101

76:                                               ; preds = %72
  %77 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %78 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %79 = icmp sle i32 %77, %78
  br i1 %79, label %80, label %101

80:                                               ; preds = %76
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #3
  %81 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store i32 %81, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %82

82:                                               ; preds = %97, %80
  %83 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %84 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %85 = icmp sle i32 %83, %84
  br i1 %85, label %87, label %86

86:                                               ; preds = %82
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #3
  br label %100

87:                                               ; preds = %82
  %88 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %89 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %90 = sext i32 %89 to i64
  %91 = getelementptr inbounds i32, ptr %88, i64 %90
  %92 = load i32, ptr %91, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %94 = add nsw i32 %93, 1
  store i32 %94, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %95 = sext i32 %93 to i64
  %96 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %95
  store i32 %92, ptr %96, align 4, !tbaa !9
  br label %97

97:                                               ; preds = %87
  %98 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %99 = add nsw i32 %98, 1
  store i32 %99, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %82, !llvm.loop !13

100:                                              ; preds = %86
  br label %131

101:                                              ; preds = %76, %72
  %102 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %103 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %104 = icmp sle i32 %102, %103
  br i1 %104, label %105, label %130

105:                                              ; preds = %101
  %106 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %107 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %108 = icmp sgt i32 %106, %107
  br i1 %108, label %109, label %130

109:                                              ; preds = %105
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #3
  %110 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 %110, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %111

111:                                              ; preds = %126, %109
  %112 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %113 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %114 = icmp sle i32 %112, %113
  br i1 %114, label %116, label %115

115:                                              ; preds = %111
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #3
  br label %129

116:                                              ; preds = %111
  %117 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %118 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %119 = sext i32 %118 to i64
  %120 = getelementptr inbounds i32, ptr %117, i64 %119
  %121 = load i32, ptr %120, align 4, !tbaa !9
  %122 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %123 = add nsw i32 %122, 1
  store i32 %123, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %124 = sext i32 %122 to i64
  %125 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %124
  store i32 %121, ptr %125, align 4, !tbaa !9
  br label %126

126:                                              ; preds = %116
  %127 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %128 = add nsw i32 %127, 1
  store i32 %128, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %111, !llvm.loop !14

129:                                              ; preds = %115
  br label %130

130:                                              ; preds = %129, %105, %101
  br label %131

131:                                              ; preds = %130, %100
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %16) #3
  store i32 0, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %132

132:                                              ; preds = %147, %131
  %133 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %134 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %135 = icmp slt i32 %133, %134
  br i1 %135, label %137, label %136

136:                                              ; preds = %132
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %16) #3
  br label %150

137:                                              ; preds = %132
  %138 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %139 = sext i32 %138 to i64
  %140 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %139
  %141 = load i32, ptr %140, align 4, !tbaa !9
  %142 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %143 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %144 = add nsw i32 %143, 1
  store i32 %144, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %145 = sext i32 %143 to i64
  %146 = getelementptr inbounds i32, ptr %142, i64 %145
  store i32 %141, ptr %146, align 4, !tbaa !9
  br label %147

147:                                              ; preds = %137
  %148 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  %149 = add nsw i32 %148, 1
  store i32 %149, ptr %16, align 4, !tbaa !9
  br label %132, !llvm.loop !15

150:                                              ; preds = %136
  %151 = load ptr, ptr %12, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %151)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #3
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #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 nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #3 = { 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"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !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: nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @merge(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = add i32 %2, 1
  %reass.sub = sub i32 %3, %1
  %6 = add i32 %reass.sub, 1
  %7 = zext i32 %6 to i64
  %8 = alloca i32, i64 %7, align 16
  %9 = icmp sle i32 %1, %2
  %10 = icmp slt i32 %2, %3
  %11 = and i1 %9, %10
  br i1 %11, label %.lr.ph, label %._crit_edge

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %4 ]
  %.04968 = phi i32 [ %.1, %.lr.ph ], [ %1, %4 ]
  %.05266 = phi i32 [ %.153, %.lr.ph ], [ %5, %4 ]
  %12 = sext i32 %.04968 to i64
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %12
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = sext i32 %.05266 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  %.not59 = icmp sgt i32 %14, %17
  %.sink = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %14, i32 %17)
  %18 = zext i1 %.not59 to i32
  %.153 = add nsw i32 %.05266, %18
  %not..not59 = xor i1 %.not59, true
  %19 = zext i1 %not..not59 to i32
  %.1 = add nsw i32 %.04968, %19
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %8, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %20, align 4
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %21 = icmp sle i32 %.1, %2
  %22 = icmp sle i32 %.153, %3
  %23 = select i1 %21, i1 %22, i1 false
  br i1 %23, label %.lr.ph, label %._crit_edge.loopexit, !llvm.loop !9

._crit_edge.loopexit:                             ; preds = %.lr.ph
  %24 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %._crit_edge.loopexit, %4
  %.052.lcssa = phi i32 [ %5, %4 ], [ %.153, %._crit_edge.loopexit ]
  %.050.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %24, %._crit_edge.loopexit ]
  %.049.lcssa = phi i32 [ %1, %4 ], [ %.1, %._crit_edge.loopexit ]
  %.lcssa65 = phi i1 [ %9, %4 ], [ %21, %._crit_edge.loopexit ]
  %.lcssa = phi i1 [ %10, %4 ], [ %22, %._crit_edge.loopexit ]
  %25 = icmp sgt i32 %.049.lcssa, %2
  %brmerge.not = select i1 %25, i1 %.lcssa, i1 false
  br i1 %brmerge.not, label %.preheader, label %36

.preheader:                                       ; preds = %._crit_edge
  %.not5878 = icmp sgt i32 %.052.lcssa, %3
  br i1 %.not5878, label %.loopexit, label %.lr.ph81.preheader

.lr.ph81.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %26 = zext i32 %.050.lcssa to i64
  %27 = shl nuw nsw i64 %26, 2
  %scevgep103 = getelementptr i8, ptr %8, i64 %27
  %28 = sext i32 %.052.lcssa to i64
  %29 = shl nsw i64 %28, 2
  %scevgep104 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %29
  %30 = sub i32 %3, %.052.lcssa
  %31 = zext i32 %30 to i64
  %32 = shl nuw nsw i64 %31, 2
  %33 = add nuw nsw i64 %32, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep103, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep104, i64 %33, i1 false), !tbaa !5
  %34 = add i32 %.050.lcssa, %30
  %35 = add i32 %34, 1
  br label %.loopexit

36:                                               ; preds = %._crit_edge
  %37 = icmp sle i32 %.052.lcssa, %3
  %not..lcssa65 = xor i1 %.lcssa65, true
  %or.cond = select i1 %not..lcssa65, i1 true, i1 %37
  %or.cond88 = or i1 %or.cond, %25
  br i1 %or.cond88, label %.loopexit, label %.lr.ph76.preheader

.lr.ph76.preheader:                               ; preds = %36
  %38 = zext i32 %.050.lcssa to i64
  %39 = shl nuw nsw i64 %38, 2
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %8, i64 %39
  %40 = sext i32 %.049.lcssa to i64
  %41 = shl nsw i64 %40, 2
  %scevgep95 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %41
  %42 = sub i32 %2, %.049.lcssa
  %43 = zext i32 %42 to i64
  %44 = shl nuw nsw i64 %43, 2
  %45 = add nuw nsw i64 %44, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep95, i64 %45, i1 false), !tbaa !5
  %46 = add i32 %.050.lcssa, %42
  %47 = add i32 %46, 1
  br label %.loopexit

.loopexit:                                        ; preds = %.lr.ph76.preheader, %.lr.ph81.preheader, %.preheader, %36
  %.4 = phi i32 [ %.050.lcssa, %36 ], [ %.050.lcssa, %.preheader ], [ %35, %.lr.ph81.preheader ], [ %47, %.lr.ph76.preheader ]
  %48 = icmp sgt i32 %.4, 0
  br i1 %48, label %.lr.ph86.preheader, label %._crit_edge87

.lr.ph86.preheader:                               ; preds = %.loopexit
  %49 = sext i32 %1 to i64
  %50 = shl nsw i64 %49, 2
  %scevgep112 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %50
  %51 = zext nneg i32 %.4 to i64
  %52 = shl nuw nsw i64 %51, 2
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %scevgep112, ptr nonnull align 16 %8, i64 %52, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge87

._crit_edge87:                                    ; preds = %.lr.ph86.preheader, %.loopexit
  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 speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #2

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 nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { 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: BDCEPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MergedLoadStoreMotionPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass