; LLVM IR from sachuverma/DataStructures-Algorithms :: DSA Crack Sheet/solutions/K-th element of two sorted Arrays.ll (Z10kthElementPiS_iii)

; 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: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z10kthElementPiS_iii(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) #0 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca ptr, align 8
  %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 %6, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %2, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store i32 %3, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  store i32 %4, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #2
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #2
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #2
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #2
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %15

15:                                               ; preds = %61, %5
  %16 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %18 = icmp slt i32 %16, %17
  br i1 %18, label %19, label %27

19:                                               ; preds = %15
  %20 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %21 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %22 = icmp slt i32 %20, %21
  br i1 %22, label %23, label %27

23:                                               ; preds = %19
  %24 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %25 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %26 = icmp slt i32 %24, %25
  br label %27

27:                                               ; preds = %23, %19, %15
  %28 = phi i1 [ false, %19 ], [ false, %15 ], [ %26, %23 ]
  br i1 %28, label %29, label %62

29:                                               ; preds = %27
  %30 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %32 = sext i32 %31 to i64
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %32
  %34 = load i32, ptr %33, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = icmp slt i32 %34, %39
  br i1 %40, label %41, label %51

41:                                               ; preds = %29
  %42 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i32, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i32, ptr %45, align 4, !tbaa !9
  store i32 %46, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %47 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %48 = add nsw i32 %47, 1
  store i32 %48, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %49 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %50 = add nsw i32 %49, 1
  store i32 %50, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %61

51:                                               ; preds = %29
  %52 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %12, 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 %14, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %59 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %60 = add nsw i32 %59, 1
  store i32 %60, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %61

61:                                               ; preds = %51, %41
  br label %15, !llvm.loop !11

62:                                               ; preds = %27
  br label %63

63:                                               ; preds = %73, %62
  %64 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %66 = icmp slt i32 %64, %65
  br i1 %66, label %67, label %71

67:                                               ; preds = %63
  %68 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %69 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %70 = icmp slt i32 %68, %69
  br label %71

71:                                               ; preds = %67, %63
  %72 = phi i1 [ false, %63 ], [ %70, %67 ]
  br i1 %72, label %73, label %83

73:                                               ; preds = %71
  %74 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %75 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %76 = sext i32 %75 to i64
  %77 = getelementptr inbounds i32, ptr %74, i64 %76
  %78 = load i32, ptr %77, align 4, !tbaa !9
  store i32 %78, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %79 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %82 = add nsw i32 %81, 1
  store i32 %82, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %63, !llvm.loop !13

83:                                               ; preds = %71
  br label %84

84:                                               ; preds = %94, %83
  %85 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %86 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %87 = icmp slt i32 %85, %86
  br i1 %87, label %88, label %92

88:                                               ; preds = %84
  %89 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %90 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %91 = icmp slt i32 %89, %90
  br label %92

92:                                               ; preds = %88, %84
  %93 = phi i1 [ false, %84 ], [ %91, %88 ]
  br i1 %93, label %94, label %104

94:                                               ; preds = %92
  %95 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %96 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %97 = sext i32 %96 to i64
  %98 = getelementptr inbounds i32, ptr %95, i64 %97
  %99 = load i32, ptr %98, align 4, !tbaa !9
  store i32 %99, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %101 = add nsw i32 %100, 1
  store i32 %101, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %103 = add nsw i32 %102, 1
  store i32 %103, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %84, !llvm.loop !14

104:                                              ; preds = %92
  %105 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  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
  ret i32 %105
}

; 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 memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

attributes #0 = { 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 #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
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 willreturn memory(argmem: read) uwtable
define dso_local noundef i32 @_Z10kthElementPiS_iii(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3, i32 noundef %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = icmp sgt i32 %2, 0
  %7 = icmp sgt i32 %3, 0
  %or.cond47 = and i1 %6, %7
  %8 = icmp sgt i32 %4, 0
  %or.cond4648 = and i1 %or.cond47, %8
  br i1 %or.cond4648, label %.lr.ph, label %.critedge.preheader

..critedge.preheader_crit_edge:                   ; preds = %.lr.ph
  %.1.le = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %24, i32 %27)
  br label %.critedge.preheader

.critedge.preheader:                              ; preds = %..critedge.preheader_crit_edge, %5
  %.041.lcssa = phi i32 [ %.142, %..critedge.preheader_crit_edge ], [ 0, %5 ]
  %.038.lcssa = phi i32 [ %.139, %..critedge.preheader_crit_edge ], [ 0, %5 ]
  %.034.lcssa = phi i32 [ %.135, %..critedge.preheader_crit_edge ], [ 0, %5 ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %.1.le, %..critedge.preheader_crit_edge ], [ 0, %5 ]
  %9 = icmp slt i32 %.041.lcssa, %2
  %10 = icmp slt i32 %.034.lcssa, %4
  %11 = select i1 %9, i1 %10, i1 false
  br i1 %11, label %.critedge.preheader70, label %.preheader

.critedge.preheader70:                            ; preds = %.critedge.preheader
  %12 = xor i32 %.034.lcssa, -1
  %13 = add i32 %12, %4
  %14 = xor i32 %.041.lcssa, -1
  %15 = add i32 %14, %2
  %umin = tail call i32 @llvm.umin.i32(i32 %13, i32 %15)
  %16 = add i32 %.034.lcssa, %umin
  %17 = add i32 %.041.lcssa, %umin
  %18 = add i32 %16, 1
  %19 = sext i32 %17 to i64
  %20 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %19
  %21 = load i32, ptr %20, align 4, !tbaa !5
  br label %.preheader

.lr.ph:                                           ; preds = %5, %.lr.ph
  %.03451 = phi i32 [ %.135, %.lr.ph ], [ 0, %5 ]
  %.03850 = phi i32 [ %.139, %.lr.ph ], [ 0, %5 ]
  %.04149 = phi i32 [ %.142, %.lr.ph ], [ 0, %5 ]
  %22 = zext nneg i32 %.04149 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = zext nneg i32 %.03850 to i64
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %25
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = icmp slt i32 %24, %27
  %29 = zext i1 %28 to i32
  %.142 = add nuw nsw i32 %.04149, %29
  %not. = xor i1 %28, true
  %30 = zext i1 %not. to i32
  %.139 = add nuw nsw i32 %.03850, %30
  %.135 = add nuw nsw i32 %.03451, 1
  %31 = icmp slt i32 %.142, %2
  %32 = icmp slt i32 %.139, %3
  %or.cond = select i1 %31, i1 %32, i1 false
  %33 = icmp slt i32 %.135, %4
  %or.cond46 = select i1 %or.cond, i1 %33, i1 false
  br i1 %or.cond46, label %.lr.ph, label %..critedge.preheader_crit_edge, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.critedge.preheader70, %.critedge.preheader
  %.236.lcssa = phi i32 [ %18, %.critedge.preheader70 ], [ %.034.lcssa, %.critedge.preheader ]
  %.2.lcssa = phi i32 [ %21, %.critedge.preheader70 ], [ %.0.lcssa, %.critedge.preheader ]
  %.236.lcssa.fr = freeze i32 %.236.lcssa
  %34 = icmp slt i32 %.038.lcssa, %3
  %35 = icmp slt i32 %.236.lcssa.fr, %4
  %36 = and i1 %34, %35
  br i1 %36, label %.lr.ph66.preheader, label %45

.lr.ph66.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %37 = xor i32 %.236.lcssa.fr, -1
  %38 = add i32 %37, %4
  %39 = xor i32 %.038.lcssa, -1
  %40 = add i32 %39, %3
  %umin73 = tail call i32 @llvm.umin.i32(i32 %38, i32 %40)
  %41 = add i32 %.038.lcssa, %umin73
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !5
  br label %45

45:                                               ; preds = %.lr.ph66.preheader, %.preheader
  %.3.lcssa = phi i32 [ %44, %.lr.ph66.preheader ], [ %.2.lcssa, %.preheader ]
  ret i32 %.3.lcssa
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.umin.i32(i32, i32) #1

attributes #0 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind willreturn memory(argmem: read) 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 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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,ReassociatePass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass