; LLVM IR from AlgoGenesis/C :: Sorting Algorithms/Merge_k_Sorted_Lists (Merge k sorted lists)

; 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"

%struct.MinHeap = type { i32, ptr }
%struct.MinHeapNode = type { ptr }
%struct.ListNode = type { i32, ptr }

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

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

; Function Attrs: nounwind uwtable
declare dso_local void @swapMinHeapNode(ptr noundef, ptr noundef) #1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @minHeapify(ptr noundef %0, i32 noundef %1) #1 {
  %3 = alloca ptr, align 8
  %4 = alloca i32, align 4
  %5 = alloca i32, align 4
  %6 = alloca i32, align 4
  %7 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  store i32 %1, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %5) #2
  %8 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  store i32 %8, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %6) #2
  %9 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %10 = mul nsw i32 2, %9
  %11 = add nsw i32 %10, 1
  store i32 %11, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %7) #2
  %12 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %13 = mul nsw i32 2, %12
  %14 = add nsw i32 %13, 2
  store i32 %14, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %16 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %17 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %16, i32 0, i32 0
  %18 = load i32, ptr %17, align 8, !tbaa !11
  %19 = icmp slt i32 %15, %18
  br i1 %19, label %20, label %46

20:                                               ; preds = %2
  %21 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %22 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %21, i32 0, i32 1
  %23 = load ptr, ptr %22, align 8, !tbaa !13
  %24 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %25 = sext i32 %24 to i64
  %26 = getelementptr inbounds ptr, ptr %23, i64 %25
  %27 = load ptr, ptr %26, align 8, !tbaa !5
  %28 = getelementptr inbounds %struct.MinHeapNode, ptr %27, i32 0, i32 0
  %29 = load ptr, ptr %28, align 8, !tbaa !14
  %30 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %29, i32 0, i32 0
  %31 = load i32, ptr %30, align 8, !tbaa !16
  %32 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %33 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %32, i32 0, i32 1
  %34 = load ptr, ptr %33, align 8, !tbaa !13
  %35 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %36 = sext i32 %35 to i64
  %37 = getelementptr inbounds ptr, ptr %34, i64 %36
  %38 = load ptr, ptr %37, align 8, !tbaa !5
  %39 = getelementptr inbounds %struct.MinHeapNode, ptr %38, i32 0, i32 0
  %40 = load ptr, ptr %39, align 8, !tbaa !14
  %41 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %40, i32 0, i32 0
  %42 = load i32, ptr %41, align 8, !tbaa !16
  %43 = icmp slt i32 %31, %42
  br i1 %43, label %44, label %46

44:                                               ; preds = %20
  %45 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %45, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %46

46:                                               ; preds = %44, %20, %2
  %47 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %48 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %49 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %48, i32 0, i32 0
  %50 = load i32, ptr %49, align 8, !tbaa !11
  %51 = icmp slt i32 %47, %50
  br i1 %51, label %52, label %78

52:                                               ; preds = %46
  %53 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %54 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %53, i32 0, i32 1
  %55 = load ptr, ptr %54, align 8, !tbaa !13
  %56 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %57 = sext i32 %56 to i64
  %58 = getelementptr inbounds ptr, ptr %55, i64 %57
  %59 = load ptr, ptr %58, align 8, !tbaa !5
  %60 = getelementptr inbounds %struct.MinHeapNode, ptr %59, i32 0, i32 0
  %61 = load ptr, ptr %60, align 8, !tbaa !14
  %62 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %61, i32 0, i32 0
  %63 = load i32, ptr %62, align 8, !tbaa !16
  %64 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %65 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %64, i32 0, i32 1
  %66 = load ptr, ptr %65, align 8, !tbaa !13
  %67 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds ptr, ptr %66, i64 %68
  %70 = load ptr, ptr %69, align 8, !tbaa !5
  %71 = getelementptr inbounds %struct.MinHeapNode, ptr %70, i32 0, i32 0
  %72 = load ptr, ptr %71, align 8, !tbaa !14
  %73 = getelementptr inbounds %struct.ListNode, ptr %72, i32 0, i32 0
  %74 = load i32, ptr %73, align 8, !tbaa !16
  %75 = icmp slt i32 %63, %74
  br i1 %75, label %76, label %78

76:                                               ; preds = %52
  %77 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  store i32 %77, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  br label %78

78:                                               ; preds = %76, %52, %46
  %79 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %80 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %81 = icmp ne i32 %79, %80
  br i1 %81, label %82, label %97

82:                                               ; preds = %78
  %83 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %84 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %83, i32 0, i32 1
  %85 = load ptr, ptr %84, align 8, !tbaa !13
  %86 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  %87 = sext i32 %86 to i64
  %88 = getelementptr inbounds ptr, ptr %85, i64 %87
  %89 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %90 = getelementptr inbounds %struct.MinHeap, ptr %89, i32 0, i32 1
  %91 = load ptr, ptr %90, align 8, !tbaa !13
  %92 = load i32, ptr %4, align 4, !tbaa !9
  %93 = sext i32 %92 to i64
  %94 = getelementptr inbounds ptr, ptr %91, i64 %93
  call void @swapMinHeapNode(ptr noundef %88, ptr noundef %94)
  %95 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !5
  %96 = load i32, ptr %5, align 4, !tbaa !9
  call void @minHeapify(ptr noundef %95, i32 noundef %96)
  br label %97

97:                                               ; preds = %82, %78
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %7) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %6) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %5) #2
  ret void
}

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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/C++ TBAA"}
!9 = !{!10, !10, i64 0}
!10 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !10, i64 0}
!12 = !{!"MinHeap", !10, i64 0, !6, i64 8}
!13 = !{!12, !6, i64 8}
!14 = !{!15, !6, i64 0}
!15 = !{!"MinHeapNode", !6, i64 0}
!16 = !{!17, !10, i64 0}
!17 = !{!"ListNode", !10, i64 0, !6, i64 8}


; 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 @swapMinHeapNode(ptr noundef, ptr noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: nounwind uwtable
define dso_local void @minHeapify(ptr nocapture noundef readonly %0, i32 noundef %1) local_unnamed_addr #0 {
  %3 = getelementptr inbounds i8, ptr %0, i64 8
  br label %tailrecurse

tailrecurse:                                      ; preds = %38, %2
  %.tr28 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %.1, %38 ]
  %4 = shl nsw i32 %.tr28, 1
  %5 = or disjoint i32 %4, 1
  %6 = add nsw i32 %4, 2
  %7 = load i32, ptr %0, align 8, !tbaa !5
  %8 = icmp slt i32 %5, %7
  br i1 %8, label %9, label %22

9:                                                ; preds = %tailrecurse
  %10 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !11
  %11 = sext i32 %5 to i64
  %12 = getelementptr inbounds ptr, ptr %10, i64 %11
  %13 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !12
  %14 = load ptr, ptr %13, align 8, !tbaa !13
  %15 = load i32, ptr %14, align 8, !tbaa !15
  %16 = sext i32 %.tr28 to i64
  %17 = getelementptr inbounds ptr, ptr %10, i64 %16
  %18 = load ptr, ptr %17, align 8, !tbaa !12
  %19 = load ptr, ptr %18, align 8, !tbaa !13
  %20 = load i32, ptr %19, align 8, !tbaa !15
  %21 = icmp slt i32 %15, %20
  %spec.select = select i1 %21, i32 %5, i32 %.tr28
  br label %22

22:                                               ; preds = %9, %tailrecurse
  %.0 = phi i32 [ %.tr28, %tailrecurse ], [ %spec.select, %9 ]
  %23 = icmp slt i32 %6, %7
  br i1 %23, label %24, label %37

24:                                               ; preds = %22
  %25 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !11
  %26 = sext i32 %6 to i64
  %27 = getelementptr inbounds ptr, ptr %25, i64 %26
  %28 = load ptr, ptr %27, align 8, !tbaa !12
  %29 = load ptr, ptr %28, align 8, !tbaa !13
  %30 = load i32, ptr %29, align 8, !tbaa !15
  %31 = sext i32 %.0 to i64
  %32 = getelementptr inbounds ptr, ptr %25, i64 %31
  %33 = load ptr, ptr %32, align 8, !tbaa !12
  %34 = load ptr, ptr %33, align 8, !tbaa !13
  %35 = load i32, ptr %34, align 8, !tbaa !15
  %36 = icmp slt i32 %30, %35
  %spec.select27 = select i1 %36, i32 %6, i32 %.0
  br label %37

37:                                               ; preds = %24, %22
  %.1 = phi i32 [ %.0, %22 ], [ %spec.select27, %24 ]
  %.not = icmp eq i32 %.1, %.tr28
  br i1 %.not, label %44, label %38

38:                                               ; preds = %37
  %39 = load ptr, ptr %3, align 8, !tbaa !11
  %40 = sext i32 %.1 to i64
  %41 = getelementptr inbounds ptr, ptr %39, i64 %40
  %42 = sext i32 %.tr28 to i64
  %43 = getelementptr inbounds ptr, ptr %39, i64 %42
  tail call void @swapMinHeapNode(ptr noundef %41, ptr noundef %43)
  br label %tailrecurse

44:                                               ; preds = %37
  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, !7, i64 0}
!6 = !{!"MinHeap", !7, i64 0, !10, i64 8}
!7 = !{!"int", !8, i64 0}
!8 = !{!"omnipotent char", !9, i64 0}
!9 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!10 = !{!"any pointer", !8, i64 0}
!11 = !{!6, !10, i64 8}
!12 = !{!10, !10, i64 0}
!13 = !{!14, !10, i64 0}
!14 = !{!"MinHeapNode", !10, i64 0}
!15 = !{!16, !7, i64 0}
!16 = !{!"ListNode", !7, i64 0, !10, i64 8}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GVNPass,GlobalOptPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,LICMPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass