; LLVM IR from Innocentsax/sorting_algorithms :: 106-bitonic_sort (bitonic_merge)

; 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
declare dso_local void @swap_ints(ptr noundef, ptr noundef) #0

; 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

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @bitonic_merge(ptr noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3, i8 noundef signext %4) #0 {
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i8, align 1
  %11 = alloca i64, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  store ptr %0, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store i64 %2, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i64 %3, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  store i8 %4, ptr %10, align 1, !tbaa !11
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #2
  %13 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %14 = udiv i64 %13, 2
  store i64 %14, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %15 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %16 = icmp ugt i64 %15, 1
  br i1 %16, label %17, label %83

17:                                               ; preds = %5
  %18 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  store i64 %18, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  br label %19

19:                                               ; preds = %67, %17
  %20 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %21 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %22 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %23 = add i64 %21, %22
  %24 = icmp ult i64 %20, %23
  br i1 %24, label %25, label %70

25:                                               ; preds = %19
  %26 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !11
  %27 = sext i8 %26 to i32
  %28 = icmp eq i32 %27, 0
  br i1 %28, label %29, label %41

29:                                               ; preds = %25
  %30 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %31 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %30, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !12
  %34 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %35 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %36 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %37 = add i64 %35, %36
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %34, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !12
  %40 = icmp sgt i32 %33, %39
  br i1 %40, label %57, label %41

41:                                               ; preds = %29, %25
  %42 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !11
  %43 = sext i8 %42 to i32
  %44 = icmp eq i32 %43, 1
  br i1 %44, label %45, label %66

45:                                               ; preds = %41
  %46 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %47 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %48 = getelementptr inbounds i32, ptr %46, i64 %47
  %49 = load i32, ptr %48, align 4, !tbaa !12
  %50 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %52 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %53 = add i64 %51, %52
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %53
  %55 = load i32, ptr %54, align 4, !tbaa !12
  %56 = icmp slt i32 %49, %55
  br i1 %56, label %57, label %66

57:                                               ; preds = %45, %29
  %58 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %59 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %58, i64 %59
  %61 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %63 = getelementptr inbounds i32, ptr %61, i64 %62
  %64 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %63, i64 %64
  call void @swap_ints(ptr noundef %60, ptr noundef %65)
  br label %66

66:                                               ; preds = %57, %45, %41
  br label %67

67:                                               ; preds = %66
  %68 = load i64, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  %69 = add i64 %68, 1
  store i64 %69, ptr %11, align 8, !tbaa !9
  br label %19, !llvm.loop !14

70:                                               ; preds = %19
  %71 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %73 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %74 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %75 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !11
  call void @bitonic_merge(ptr noundef %71, i64 noundef %72, i64 noundef %73, i64 noundef %74, i8 noundef signext %75)
  %76 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %77 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %78 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %79 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %80 = add i64 %78, %79
  %81 = load i64, ptr %12, align 8, !tbaa !9
  %82 = load i8, ptr %10, align 1, !tbaa !11
  call void @bitonic_merge(ptr noundef %76, i64 noundef %77, i64 noundef %80, i64 noundef %81, i8 noundef signext %82)
  br label %83

83:                                               ; preds = %70, %5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %12) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  ret void
}

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 = { 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 = !{!"long", !7, i64 0}
!11 = !{!7, !7, i64 0}
!12 = !{!13, !13, i64 0}
!13 = !{!"int", !7, i64 0}
!14 = distinct !{!14, !15}
!15 = !{!"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: nounwind uwtable
declare dso_local void @swap_ints(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @bitonic_merge(ptr noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3, i8 noundef signext %4) local_unnamed_addr #0 {
  %6 = icmp ugt i64 %3, 1
  br i1 %6, label %.preheader.lr.ph, label %tailrecurse._crit_edge

.preheader.lr.ph:                                 ; preds = %5
  %7 = lshr i64 %3, 1
  switch i8 %4, label %.preheader [
    i8 0, label %.preheader.us
    i8 1, label %.preheader.us49
  ]

.preheader.us:                                    ; preds = %.preheader.lr.ph, %tailrecurse.us
  %8 = phi i64 [ %11, %tailrecurse.us ], [ %7, %.preheader.lr.ph ]
  %.tr3644.us = phi i64 [ %9, %tailrecurse.us ], [ %2, %.preheader.lr.ph ]
  %9 = add i64 %8, %.tr3644.us
  %10 = icmp ult i64 %.tr3644.us, %9
  br i1 %10, label %.lr.ph.us, label %tailrecurse.us

tailrecurse.us:                                   ; preds = %19, %.preheader.us
  tail call void @bitonic_merge(ptr noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %.tr3644.us, i64 noundef %8, i8 noundef signext 0)
  %11 = lshr i64 %8, 1
  %12 = icmp ugt i64 %8, 1
  br i1 %12, label %.preheader.us, label %tailrecurse._crit_edge

.lr.ph.us:                                        ; preds = %.preheader.us, %19
  %.039.us.us = phi i64 [ %20, %19 ], [ %.tr3644.us, %.preheader.us ]
  %13 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.039.us.us
  %14 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !5
  %15 = getelementptr i32, ptr %13, i64 %8
  %16 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !5
  %17 = icmp sgt i32 %14, %16
  br i1 %17, label %18, label %19

18:                                               ; preds = %.lr.ph.us
  tail call void @swap_ints(ptr noundef nonnull %13, ptr noundef nonnull %15)
  br label %19

19:                                               ; preds = %18, %.lr.ph.us
  %20 = add i64 %.039.us.us, 1
  %exitcond59.not = icmp eq i64 %20, %9
  br i1 %exitcond59.not, label %tailrecurse.us, label %.lr.ph.us, !llvm.loop !9

.preheader.us49:                                  ; preds = %.preheader.lr.ph, %tailrecurse.us51
  %21 = phi i64 [ %24, %tailrecurse.us51 ], [ %7, %.preheader.lr.ph ]
  %.tr3644.us50 = phi i64 [ %22, %tailrecurse.us51 ], [ %2, %.preheader.lr.ph ]
  %22 = add i64 %21, %.tr3644.us50
  %23 = icmp ult i64 %.tr3644.us50, %22
  br i1 %23, label %.lr.ph.us53, label %tailrecurse.us51

tailrecurse.us51:                                 ; preds = %32, %.preheader.us49
  tail call void @bitonic_merge(ptr noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %.tr3644.us50, i64 noundef %21, i8 noundef signext 1)
  %24 = lshr i64 %21, 1
  %25 = icmp ugt i64 %21, 1
  br i1 %25, label %.preheader.us49, label %tailrecurse._crit_edge

.lr.ph.us53:                                      ; preds = %.preheader.us49, %32
  %.039.us41.us = phi i64 [ %33, %32 ], [ %.tr3644.us50, %.preheader.us49 ]
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %.039.us41.us
  %27 = load i32, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = getelementptr i32, ptr %26, i64 %21
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp slt i32 %27, %29
  br i1 %30, label %31, label %32

31:                                               ; preds = %.lr.ph.us53
  tail call void @swap_ints(ptr noundef nonnull %26, ptr noundef nonnull %28)
  br label %32

32:                                               ; preds = %31, %.lr.ph.us53
  %33 = add i64 %.039.us41.us, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %33, %22
  br i1 %exitcond.not, label %tailrecurse.us51, label %.lr.ph.us53, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.lr.ph, %.preheader
  %34 = phi i64 [ %36, %.preheader ], [ %7, %.preheader.lr.ph ]
  %.tr3644 = phi i64 [ %35, %.preheader ], [ %2, %.preheader.lr.ph ]
  %35 = add i64 %34, %.tr3644
  tail call void @bitonic_merge(ptr noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %.tr3644, i64 noundef %34, i8 noundef signext %4)
  %36 = lshr i64 %34, 1
  %37 = icmp ugt i64 %34, 1
  br i1 %37, label %.preheader, label %tailrecurse._crit_edge

tailrecurse._crit_edge:                           ; preds = %tailrecurse.us51, %tailrecurse.us, %.preheader, %5
  ret void
}

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" }

!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: ADCEPass,CorrelatedValuePropagationPass,EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopInstSimplifyPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyCFGPass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass