; LLVM IR from ritikbanger/Hacktoberfest2022-DSA :: 15. Binary Search Tree/merging-two-bst.ll (Z5mergePiS_ii)

; 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: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare { i64, i1 } @llvm.umul.with.overflow.i64(i64, i64) #1

; Function Attrs: nobuiltin allocsize(0)
declare noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef) #2

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noundef ptr @_Z5mergePiS_ii(ptr noundef %0, ptr noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) #3 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca ptr, align 8
  %7 = alloca i32, align 4
  %8 = alloca i32, align 4
  %9 = alloca ptr, align 8
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca i32, align 4
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store ptr %1, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  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 8, ptr %9) #4
  %13 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %14 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %15 = add nsw i32 %13, %14
  %16 = sext i32 %15 to i64
  %17 = call { i64, i1 } @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %16, i64 4)
  %18 = extractvalue { i64, i1 } %17, 1
  %19 = extractvalue { i64, i1 } %17, 0
  %20 = select i1 %18, i64 -1, i64 %19
  %21 = call noalias noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef %20) #5
  store ptr %21, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #4
  store i32 0, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #4
  store i32 0, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #4
  store i32 0, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %22

22:                                               ; preds = %68, %4
  %23 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %25 = icmp slt i32 %23, %24
  br i1 %25, label %26, label %30

26:                                               ; preds = %22
  %27 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp slt i32 %27, %28
  br label %30

30:                                               ; preds = %26, %22
  %31 = phi i1 [ false, %22 ], [ %29, %26 ]
  br i1 %31, label %32, label %71

32:                                               ; preds = %30
  %33 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %35 = sext i32 %34 to i64
  %36 = getelementptr inbounds i32, ptr %33, i64 %35
  %37 = load i32, ptr %36, align 4, !tbaa !9
  %38 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %39 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %40 = sext i32 %39 to i64
  %41 = getelementptr inbounds i32, ptr %38, i64 %40
  %42 = load i32, ptr %41, align 4, !tbaa !9
  %43 = icmp slt i32 %37, %42
  br i1 %43, label %44, label %56

44:                                               ; preds = %32
  %45 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %46 = load i32, ptr %10, 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 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %51 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %52 = sext i32 %51 to i64
  %53 = getelementptr inbounds i32, ptr %50, i64 %52
  store i32 %49, ptr %53, align 4, !tbaa !9
  %54 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %55 = add nsw i32 %54, 1
  store i32 %55, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %68

56:                                               ; preds = %32
  %57 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %58 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %59 = sext i32 %58 to i64
  %60 = getelementptr inbounds i32, ptr %57, i64 %59
  %61 = load i32, ptr %60, align 4, !tbaa !9
  %62 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %63 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %64 = sext i32 %63 to i64
  %65 = getelementptr inbounds i32, ptr %62, i64 %64
  store i32 %61, ptr %65, align 4, !tbaa !9
  %66 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %67 = add nsw i32 %66, 1
  store i32 %67, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %68

68:                                               ; preds = %56, %44
  %69 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %70 = add nsw i32 %69, 1
  store i32 %70, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %22, !llvm.loop !11

71:                                               ; preds = %30
  br label %72

72:                                               ; preds = %76, %71
  %73 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %74 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %75 = icmp slt i32 %73, %74
  br i1 %75, label %76, label %90

76:                                               ; preds = %72
  %77 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %78 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %79 = sext i32 %78 to i64
  %80 = getelementptr inbounds i32, ptr %77, i64 %79
  %81 = load i32, ptr %80, align 4, !tbaa !9
  %82 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds i32, ptr %82, i64 %84
  store i32 %81, ptr %85, align 4, !tbaa !9
  %86 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %87 = add nsw i32 %86, 1
  store i32 %87, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %88 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %89 = add nsw i32 %88, 1
  store i32 %89, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %72, !llvm.loop !13

90:                                               ; preds = %72
  br label %91

91:                                               ; preds = %95, %90
  %92 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %94 = icmp slt i32 %92, %93
  br i1 %94, label %95, label %109

95:                                               ; preds = %91
  %96 = load ptr, ptr %6, align 8, !tbaa !5
  %97 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %98 = sext i32 %97 to i64
  %99 = getelementptr inbounds i32, ptr %96, i64 %98
  %100 = load i32, ptr %99, align 4, !tbaa !9
  %101 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %101, i64 %103
  store i32 %100, ptr %104, align 4, !tbaa !9
  %105 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %106 = add nsw i32 %105, 1
  store i32 %106, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %107 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  store i32 %108, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  br label %91, !llvm.loop !14

109:                                              ; preds = %91
  %110 = load ptr, ptr %9, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %10) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #4
  ret ptr %110
}

; 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 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #2 = { 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 #3 = { 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 #4 = { nounwind }
attributes #5 = { builtin allocsize(0) }

!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: nobuiltin allocsize(0)
declare noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef) local_unnamed_addr #0

; Function Attrs: mustprogress uwtable
define dso_local noalias noundef nonnull ptr @_Z5mergePiS_ii(ptr nocapture noundef readonly %0, ptr nocapture noundef readonly %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #1 {
  %5 = add nsw i32 %3, %2
  %6 = zext nneg i32 %5 to i64
  %7 = icmp slt i32 %5, 0
  %8 = shl nuw nsw i64 %6, 2
  %9 = select i1 %7, i64 -1, i64 %8
  %10 = tail call noalias noundef nonnull ptr @_Znam(i64 noundef %9) #4
  %11 = icmp sgt i32 %2, 0
  %12 = icmp sgt i32 %3, 0
  %13 = and i1 %11, %12
  br i1 %13, label %.lr.ph, label %.preheader45

.preheader45.loopexit:                            ; preds = %.lr.ph
  %14 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.preheader45

.preheader45:                                     ; preds = %.preheader45.loopexit, %4
  %.040.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %.141, %.preheader45.loopexit ]
  %.037.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %.138, %.preheader45.loopexit ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %14, %.preheader45.loopexit ]
  %15 = icmp slt i32 %.040.lcssa, %2
  br i1 %15, label %.lr.ph53.preheader, label %.preheader

.lr.ph53.preheader:                               ; preds = %.preheader45
  %16 = zext i32 %.0.lcssa to i64
  %17 = shl nuw nsw i64 %16, 2
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %10, i64 %17
  %18 = sext i32 %.040.lcssa to i64
  %19 = shl nsw i64 %18, 2
  %scevgep60 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %19
  %20 = xor i32 %.040.lcssa, -1
  %21 = add i32 %20, %2
  %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) %scevgep60, i64 %24, i1 false), !tbaa !5
  %wide.trip.count = sext i32 %2 to i64
  %25 = sub nsw i64 %wide.trip.count, %18
  %min.iters.check = icmp ult i64 %25, 4
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph53.preheader78, label %vector.ph

.lr.ph53.preheader78:                             ; preds = %middle.block, %.lr.ph53.preheader
  %indvars.iv63.ph = phi i64 [ %18, %.lr.ph53.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  %indvars.iv61.ph = phi i64 [ %16, %.lr.ph53.preheader ], [ %30, %middle.block ]
  br label %.lr.ph53

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph53.preheader
  %n.vec = and i64 %25, -4
  %ind.end = add nsw i64 %n.vec, %18
  %26 = insertelement <2 x i64> <i64 poison, i64 0>, i64 %16, i64 0
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %vec.phi = phi <2 x i64> [ %26, %vector.ph ], [ %27, %vector.body ]
  %vec.phi77 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %28, %vector.body ]
  %27 = add <2 x i64> %vec.phi, <i64 1, i64 1>
  %28 = add <2 x i64> %vec.phi77, <i64 1, i64 1>
  %index.next = add nuw i64 %index, 4
  %29 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %29, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %bin.rdx = add <2 x i64> %28, %27
  %30 = tail call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %bin.rdx)
  %cmp.n = icmp eq i64 %25, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %.preheader.loopexit, label %.lr.ph53.preheader78

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %4 ]
  %.03747 = phi i32 [ %.138, %.lr.ph ], [ 0, %4 ]
  %.04046 = phi i32 [ %.141, %.lr.ph ], [ 0, %4 ]
  %31 = zext nneg i32 %.04046 to i64
  %32 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %31
  %33 = load i32, ptr %32, align 4, !tbaa !5
  %34 = zext nneg i32 %.03747 to i64
  %35 = getelementptr inbounds i32, ptr %1, i64 %34
  %36 = load i32, ptr %35, align 4, !tbaa !5
  %37 = icmp slt i32 %33, %36
  %.sink = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %33, i32 %36)
  %38 = zext i1 %37 to i32
  %.141 = add nuw nsw i32 %.04046, %38
  %not. = xor i1 %37, true
  %39 = zext i1 %not. to i32
  %.138 = add nuw nsw i32 %.03747, %39
  %40 = getelementptr inbounds i32, ptr %10, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %40, align 4
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %41 = icmp slt i32 %.141, %2
  %42 = icmp slt i32 %.138, %3
  %43 = select i1 %41, i1 %42, i1 false
  br i1 %43, label %.lr.ph, label %.preheader45.loopexit, !llvm.loop !13

.preheader.loopexit:                              ; preds = %.lr.ph53, %middle.block
  %indvars.iv.next62.lcssa = phi i64 [ %30, %middle.block ], [ %indvars.iv.next62, %.lr.ph53 ]
  %44 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next62.lcssa to i32
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.preheader.loopexit, %.preheader45
  %.1.lcssa = phi i32 [ %.0.lcssa, %.preheader45 ], [ %44, %.preheader.loopexit ]
  %45 = icmp slt i32 %.037.lcssa, %3
  br i1 %45, label %.lr.ph57.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph57.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %46 = zext i32 %.1.lcssa to i64
  %47 = shl nuw nsw i64 %46, 2
  %scevgep68 = getelementptr i8, ptr %10, i64 %47
  %48 = sext i32 %.037.lcssa to i64
  %49 = shl nsw i64 %48, 2
  %scevgep69 = getelementptr i8, ptr %1, i64 %49
  %50 = xor i32 %.037.lcssa, -1
  %51 = add i32 %50, %3
  %52 = zext i32 %51 to i64
  %53 = shl nuw nsw i64 %52, 2
  %54 = add nuw nsw i64 %53, 4
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep68, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep69, i64 %54, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

.lr.ph53:                                         ; preds = %.lr.ph53.preheader78, %.lr.ph53
  %indvars.iv63 = phi i64 [ %indvars.iv.next64, %.lr.ph53 ], [ %indvars.iv63.ph, %.lr.ph53.preheader78 ]
  %indvars.iv61 = phi i64 [ %indvars.iv.next62, %.lr.ph53 ], [ %indvars.iv61.ph, %.lr.ph53.preheader78 ]
  %indvars.iv.next64 = add nsw i64 %indvars.iv63, 1
  %indvars.iv.next62 = add nuw nsw i64 %indvars.iv61, 1
  %exitcond.not = icmp eq i64 %indvars.iv.next64, %wide.trip.count
  br i1 %exitcond.not, label %.preheader.loopexit, label %.lr.ph53, !llvm.loop !14

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph57.preheader, %.preheader
  ret ptr %10
}

; 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) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64>) #3

attributes #0 = { 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 #1 = { 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 #2 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #4 = { builtin allocsize(0) }

!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, !11, !12}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!11 = !{!"llvm.loop.isvectorized", i32 1}
!12 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
!13 = distinct !{!13, !10}
!14 = distinct !{!14, !10, !12, !11}


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