; LLVM IR from PacktPublishing/CPP-Data-Structures-and-Algorithms :: Chapter04/Merge_Sort/Merge_Sort.ll (Z5MergePiiii)

; 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 uwtable
define dso_local void @_Z5MergePiiii(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 ptr, align 8
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = 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) #5
  %15 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %16 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %17 = sub nsw i32 %15, %16
  %18 = add nsw i32 %17, 1
  store i32 %18, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #5
  %19 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = call { i64, i1 } @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %20, i64 4)
  %22 = extractvalue { i64, i1 } %21, 1
  %23 = extractvalue { i64, i1 } %21, 0
  %24 = select i1 %22, i64 -1, i64 %23
  %25 = call noalias noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef %24) #6
  store ptr %25, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #5
  %26 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %26, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #5
  %27 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %28 = add nsw i32 %27, 1
  store i32 %28, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #5
  store i32 0, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %29

29:                                               ; preds = %75, %4
  %30 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %31 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %32 = icmp sle i32 %30, %31
  br i1 %32, label %33, label %37

33:                                               ; preds = %29
  %34 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %35 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %36 = icmp sle i32 %34, %35
  br label %37

37:                                               ; preds = %33, %29
  %38 = phi i1 [ false, %29 ], [ %36, %33 ]
  br i1 %38, label %39, label %78

39:                                               ; preds = %37
  %40 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %42 = sext i32 %41 to i64
  %43 = getelementptr inbounds i32, ptr %40, i64 %42
  %44 = load i32, ptr %43, align 4, !tbaa !9
  %45 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %47 = sext i32 %46 to i64
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %45, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !9
  %50 = icmp sle i32 %44, %49
  br i1 %50, label %51, label %63

51:                                               ; preds = %39
  %52 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %53 = load i32, ptr %11, 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
  %57 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %57, i64 %59
  store i32 %56, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  %61 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %62 = add nsw i32 %61, 1
  store i32 %62, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %75

63:                                               ; preds = %39
  %64 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %65 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %64, i64 %66
  %68 = load i32, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %69 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %70 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %71 = sext i32 %70 to i64
  %72 = getelementptr inbounds i32, ptr %69, i64 %71
  store i32 %68, ptr %72, align 4, !tbaa !9
  %73 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %74 = add nsw i32 %73, 1
  store i32 %74, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %75

75:                                               ; preds = %63, %51
  %76 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %77 = add nsw i32 %76, 1
  store i32 %77, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %29, !llvm.loop !11

78:                                               ; preds = %37
  br label %79

79:                                               ; preds = %83, %78
  %80 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %81 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %82 = icmp sle i32 %80, %81
  br i1 %82, label %83, label %97

83:                                               ; preds = %79
  %84 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %85 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %86 = sext i32 %85 to i64
  %87 = getelementptr inbounds i32, ptr %84, i64 %86
  %88 = load i32, ptr %87, align 4, !tbaa !9
  %89 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %90 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %91 = sext i32 %90 to i64
  %92 = getelementptr inbounds i32, ptr %89, i64 %91
  store i32 %88, ptr %92, 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 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %96 = add nsw i32 %95, 1
  store i32 %96, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %79, !llvm.loop !13

97:                                               ; preds = %79
  br label %98

98:                                               ; preds = %102, %97
  %99 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %100 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %101 = icmp sle i32 %99, %100
  br i1 %101, label %102, label %116

102:                                              ; preds = %98
  %103 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %104 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %105 = sext i32 %104 to i64
  %106 = getelementptr inbounds i32, ptr %103, i64 %105
  %107 = load i32, ptr %106, align 4, !tbaa !9
  %108 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %109 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %110 = sext i32 %109 to i64
  %111 = getelementptr inbounds i32, ptr %108, i64 %110
  store i32 %107, ptr %111, align 4, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %114 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %115 = add nsw i32 %114, 1
  store i32 %115, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %98, !llvm.loop !14

116:                                              ; preds = %98
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #5
  store i32 0, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %117

117:                                              ; preds = %134, %116
  %118 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %119 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %120 = icmp slt i32 %118, %119
  br i1 %120, label %122, label %121

121:                                              ; preds = %117
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #5
  br label %137

122:                                              ; preds = %117
  %123 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %124 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %125 = sext i32 %124 to i64
  %126 = getelementptr inbounds i32, ptr %123, i64 %125
  %127 = load i32, ptr %126, align 4, !tbaa !9
  %128 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %129 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %130 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %131 = add nsw i32 %129, %130
  %132 = sext i32 %131 to i64
  %133 = getelementptr inbounds i32, ptr %128, i64 %132
  store i32 %127, ptr %133, align 4, !tbaa !9
  br label %134

134:                                              ; preds = %122
  %135 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %136 = add nsw i32 %135, 1
  store i32 %136, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %117, !llvm.loop !15

137:                                              ; preds = %121
  %138 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %139 = icmp eq ptr %138, null
  br i1 %139, label %141, label %140

140:                                              ; preds = %137
  call void @_ZdaPv(ptr noundef %138) #7
  br label %141

141:                                              ; preds = %140, %137
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #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 8, ptr %10) #5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %9) #5
  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 speculatable willreturn memory(none)
declare { i64, i1 } @llvm.umul.with.overflow.i64(i64, i64) #2

; Function Attrs: nobuiltin allocsize(0)
declare noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef) #3

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

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

attributes #0 = { mustprogress 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 speculatable willreturn memory(none) }
attributes #3 = { nobuiltin 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 = { nobuiltin 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 = { builtin allocsize(0) }
attributes #7 = { builtin 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}
!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: mustprogress uwtable
define dso_local void @_Z5MergePiiii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sub nsw i32 %3, %1
  %6 = add nsw i32 %5, 1
  %7 = zext nneg i32 %6 to i64
  %8 = icmp slt i32 %5, -1
  %9 = shl nuw nsw i64 %7, 2
  %10 = select i1 %8, i64 -1, i64 %9
  %11 = tail call noalias noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef %10) #5
  %12 = add i32 %2, 1
  %13 = icmp sle i32 %1, %2
  %14 = icmp slt i32 %2, %3
  %15 = and i1 %13, %14
  br i1 %15, label %.lr.ph, label %.preheader61

.preheader61.loopexit:                            ; preds = %.lr.ph
  %16 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.preheader61

.preheader61:                                     ; preds = %.preheader61.loopexit, %4
  %.052.lcssa = phi i32 [ %1, %4 ], [ %.153, %.preheader61.loopexit ]
  %.049.lcssa = phi i32 [ %12, %4 ], [ %.150, %.preheader61.loopexit ]
  %.048.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %16, %.preheader61.loopexit ]
  %.not67 = icmp sgt i32 %.052.lcssa, %2
  br i1 %.not67, label %.preheader60, label %.lr.ph70.preheader

.lr.ph70.preheader:                               ; preds = %.preheader61
  %17 = zext i32 %.048.lcssa to i64
  %18 = shl nuw nsw i64 %17, 2
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %11, i64 %18
  %19 = sext i32 %.052.lcssa to i64
  %20 = shl nsw i64 %19, 2
  %scevgep81 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %20
  %21 = sub i32 %2, %.052.lcssa
  %22 = zext i32 %21 to i64
  %23 = shl nuw nsw i64 %22, 2
  %24 = add nuw nsw i64 %23, 4
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep81, i64 %24, i1 false), !tbaa !5
  %25 = add i32 %.048.lcssa, %21
  %26 = add i32 %25, 1
  br label %.preheader60

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %4 ]
  %.04963 = phi i32 [ %.150, %.lr.ph ], [ %12, %4 ]
  %.05262 = phi i32 [ %.153, %.lr.ph ], [ %1, %4 ]
  %27 = sext i32 %.05262 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = sext i32 %.04963 to i64
  %31 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %30
  %32 = load i32, ptr %31, align 4, !tbaa !5
  %.not59 = icmp sle i32 %29, %32
  %.sink = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %29, i32 %32)
  %33 = zext i1 %.not59 to i32
  %.153 = add nsw i32 %.05262, %33
  %not..not59 = xor i1 %.not59, true
  %34 = zext i1 %not..not59 to i32
  %.150 = add nsw i32 %.04963, %34
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %11, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %35, align 4
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %36 = icmp sle i32 %.153, %2
  %37 = icmp sle i32 %.150, %3
  %38 = select i1 %36, i1 %37, i1 false
  br i1 %38, label %.lr.ph, label %.preheader61.loopexit, !llvm.loop !9

.preheader60:                                     ; preds = %.lr.ph70.preheader, %.preheader61
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.048.lcssa, %.preheader61 ], [ %26, %.lr.ph70.preheader ]
  %.not5772 = icmp sgt i32 %.049.lcssa, %3
  br i1 %.not5772, label %.preheader, label %.lr.ph75.preheader

.lr.ph75.preheader:                               ; preds = %.preheader60
  %39 = zext i32 %.1.lcssa to i64
  %40 = shl nuw nsw i64 %39, 2
  %scevgep89 = getelementptr i8, ptr %11, i64 %40
  %41 = sext i32 %.049.lcssa to i64
  %42 = shl nsw i64 %41, 2
  %scevgep90 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %42
  %43 = sub i32 %3, %.049.lcssa
  %44 = zext i32 %43 to i64
  %45 = shl nuw nsw i64 %44, 2
  %46 = add nuw nsw i64 %45, 4
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep89, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep90, i64 %46, i1 false), !tbaa !5
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph75.preheader, %.preheader60
  %.not5876 = icmp slt i32 %5, 0
  br i1 %.not5876, label %._crit_edge, label %.lr.ph78.preheader

.lr.ph78.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %47 = sext i32 %1 to i64
  %48 = shl nsw i64 %47, 2
  %scevgep98 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %48
  %49 = add i32 %3, 1
  %50 = sub i32 %49, %1
  %51 = zext i32 %50 to i64
  %52 = shl nuw nsw i64 %51, 2
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 4 %scevgep98, ptr nonnull align 4 %11, i64 %52, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph78.preheader, %.preheader
  tail call void @_ZdaPv(ptr noundef nonnull %11) #6
  ret void
}

; Function Attrs: nobuiltin allocsize(0)
declare noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: nobuiltin nounwind
declare void @_ZdaPv(ptr noundef) local_unnamed_addr #2

; 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) #3

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

attributes #0 = { mustprogress 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 = { nobuiltin 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 #2 = { nobuiltin 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 #3 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #4 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #5 = { builtin allocsize(0) }
attributes #6 = { builtin 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++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


; Effective O3 passes: CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IPSCCPPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MergedLoadStoreMotionPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass