; LLVM IR from vladpolisuk/algorithms :: Other/Merge Algorithm/code.ll (Z12merge_arraysPiiS_iS_i)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z12merge_arraysPiiS_iS_i(ptr noundef %0, i32 noundef %1, ptr noundef %2, i32 noundef %3, ptr noundef %4, i32 noundef %5) #1 {
  %7 = alloca ptr, align 8
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca i32, align 4
  %13 = alloca i32, align 4
  %14 = alloca i32, align 4
  %15 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  store ptr %2, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  store i32 %3, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  store ptr %4, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  store i32 %5, 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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %15) #2
  store i32 0, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %16

16:                                               ; preds = %92, %6
  %17 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %18 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %19 = icmp slt i32 %17, %18
  br i1 %19, label %21, label %20

20:                                               ; preds = %16
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %15) #2
  br label %95

21:                                               ; preds = %16
  %22 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %23 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %24 = icmp sge i32 %22, %23
  br i1 %24, label %25, label %37

25:                                               ; preds = %21
  %26 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %27 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %28 = sext i32 %27 to i64
  %29 = getelementptr inbounds i32, ptr %26, i64 %28
  %30 = load i32, ptr %29, align 4, !tbaa !9
  %31 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %32 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %33 = sext i32 %32 to i64
  %34 = getelementptr inbounds i32, ptr %31, i64 %33
  store i32 %30, ptr %34, align 4, !tbaa !9
  %35 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %36 = add nsw i32 %35, 1
  store i32 %36, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %91

37:                                               ; preds = %21
  %38 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %39 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %40 = icmp sge i32 %38, %39
  br i1 %40, label %41, label %53

41:                                               ; preds = %37
  %42 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %13, 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
  %47 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %49
  store i32 %46, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %51 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  store i32 %52, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %90

53:                                               ; preds = %37
  %54 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i32, ptr %54, i64 %56
  %58 = load i32, ptr %57, align 4, !tbaa !9
  %59 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i32, ptr %59, i64 %61
  %63 = load i32, ptr %62, align 4, !tbaa !9
  %64 = icmp slt i32 %58, %63
  br i1 %64, label %65, label %77

65:                                               ; preds = %53
  %66 = load ptr, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i32, ptr %66, i64 %68
  %70 = load i32, ptr %69, align 4, !tbaa !9
  %71 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %72 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %73 = sext i32 %72 to i64
  %74 = getelementptr inbounds i32, ptr %71, i64 %73
  store i32 %70, ptr %74, align 4, !tbaa !9
  %75 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %76 = add nsw i32 %75, 1
  store i32 %76, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %89

77:                                               ; preds = %53
  %78 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %79 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %80 = sext i32 %79 to i64
  %81 = getelementptr inbounds i32, ptr %78, i64 %80
  %82 = load i32, ptr %81, align 4, !tbaa !9
  %83 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %84 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %83, i64 %85
  store i32 %82, ptr %86, align 4, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %88 = add nsw i32 %87, 1
  store i32 %88, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %89

89:                                               ; preds = %77, %65
  br label %90

90:                                               ; preds = %89, %41
  br label %91

91:                                               ; preds = %90, %25
  br label %92

92:                                               ; preds = %91
  %93 = load i32, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  %94 = add nsw i32 %93, 1
  store i32 %94, ptr %15, align 4, !tbaa !9
  br label %16, !llvm.loop !11

95:                                               ; preds = %20
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #2
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #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"}


; 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 memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z12merge_arraysPiiS_iS_i(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1, ptr nocapture noundef readonly %2, i32 noundef %3, ptr nocapture noundef writeonly %4, i32 noundef %5) local_unnamed_addr #0 {
  %7 = icmp sgt i32 %5, 0
  br i1 %7, label %.lr.ph.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %6
  %wide.trip.count = zext nneg i32 %5 to i64
  br label %.lr.ph

._crit_edge:                                      ; preds = %31, %6
  ret void

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %31
  %indvars.iv = phi i64 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %31 ]
  %.03037 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.1, %31 ]
  %.03136 = phi i32 [ 0, %.lr.ph.preheader ], [ %.132, %31 ]
  %.not = icmp slt i32 %.03136, %1
  br i1 %.not, label %14, label %8

8:                                                ; preds = %.lr.ph
  %9 = sext i32 %.03037 to i64
  %10 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %9
  %11 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !5
  %12 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv
  store i32 %11, ptr %12, align 4, !tbaa !5
  %13 = add nsw i32 %.03037, 1
  br label %31

14:                                               ; preds = %.lr.ph
  %.not35 = icmp slt i32 %.03037, %3
  %15 = sext i32 %.03136 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %15
  %17 = load i32, ptr %16, align 4, !tbaa !5
  br i1 %.not35, label %21, label %18

18:                                               ; preds = %14
  %19 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv
  store i32 %17, ptr %19, align 4, !tbaa !5
  %20 = add nsw i32 %.03136, 1
  br label %31

21:                                               ; preds = %14
  %22 = sext i32 %.03037 to i64
  %23 = getelementptr inbounds i32, ptr %2, i64 %22
  %24 = load i32, ptr %23, align 4, !tbaa !5
  %25 = icmp slt i32 %17, %24
  %26 = getelementptr inbounds i32, ptr %4, i64 %indvars.iv
  br i1 %25, label %27, label %29

27:                                               ; preds = %21
  store i32 %17, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %28 = add nsw i32 %.03136, 1
  br label %31

29:                                               ; preds = %21
  store i32 %24, ptr %26, align 4, !tbaa !5
  %30 = add nsw i32 %.03037, 1
  br label %31

31:                                               ; preds = %8, %27, %29, %18
  %.132 = phi i32 [ %.03136, %8 ], [ %20, %18 ], [ %28, %27 ], [ %.03136, %29 ]
  %.1 = phi i32 [ %13, %8 ], [ %.03037, %18 ], [ %.03037, %27 ], [ %30, %29 ]
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !9
}

attributes #0 = { mustprogress 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" }

!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: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass