; LLVM IR from Thre4dripper/DSA-Programs :: 17. Sorting Algorithms/MergeSort.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 nounwind 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 ptr, align 8
  %10 = alloca i64, 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
  %15 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %16 = add nsw i32 %15, 1
  %17 = zext i32 %16 to i64
  %18 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %18, ptr %9, align 8
  %19 = alloca i32, i64 %17, align 16
  store i64 %17, ptr %10, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %20 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %20, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %12) #3
  %21 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %22 = add nsw i32 %21, 1
  store i32 %22, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %13) #3
  %23 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %23, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %24

24:                                               ; preds = %72, %4
  %25 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %26 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %27 = icmp sle i32 %25, %26
  br i1 %27, label %28, label %32

28:                                               ; preds = %24
  %29 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp sle i32 %29, %30
  br label %32

32:                                               ; preds = %28, %24
  %33 = phi i1 [ false, %24 ], [ %31, %28 ]
  br i1 %33, label %34, label %73

34:                                               ; preds = %32
  %35 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %36 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %37 = sext i32 %36 to i64
  %38 = getelementptr inbounds i32, ptr %35, i64 %37
  %39 = load i32, ptr %38, align 4, !tbaa !9
  %40 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %41 = load i32, ptr %12, 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 = icmp slt i32 %39, %44
  br i1 %45, label %46, label %59

46:                                               ; preds = %34
  %47 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %49 = sext i32 %48 to i64
  %50 = getelementptr inbounds i32, ptr %47, i64 %49
  %51 = load i32, ptr %50, align 4, !tbaa !9
  %52 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %53 = sext i32 %52 to i64
  %54 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %53
  store i32 %51, ptr %54, align 4, !tbaa !9
  %55 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %56 = add nsw i32 %55, 1
  store i32 %56, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %57 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %58 = add nsw i32 %57, 1
  store i32 %58, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %72

59:                                               ; preds = %34
  %60 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %61 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %62 = sext i32 %61 to i64
  %63 = getelementptr inbounds i32, ptr %60, i64 %62
  %64 = load i32, ptr %63, align 4, !tbaa !9
  %65 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %66 = sext i32 %65 to i64
  %67 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %66
  store i32 %64, ptr %67, align 4, !tbaa !9
  %68 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %69 = add nsw i32 %68, 1
  store i32 %69, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %70 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %72

72:                                               ; preds = %59, %46
  br label %24, !llvm.loop !11

73:                                               ; preds = %32
  br label %74

74:                                               ; preds = %78, %73
  %75 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %76 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %77 = icmp sle i32 %75, %76
  br i1 %77, label %78, label %91

78:                                               ; preds = %74
  %79 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %80 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %81 = sext i32 %80 to i64
  %82 = getelementptr inbounds i32, ptr %79, i64 %81
  %83 = load i32, ptr %82, align 4, !tbaa !9
  %84 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %85 = sext i32 %84 to i64
  %86 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %85
  store i32 %83, ptr %86, align 4, !tbaa !9
  %87 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %88 = add nsw i32 %87, 1
  store i32 %88, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %89 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %90 = add nsw i32 %89, 1
  store i32 %90, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %74, !llvm.loop !13

91:                                               ; preds = %74
  br label %92

92:                                               ; preds = %96, %91
  %93 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %94 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %95 = icmp sle i32 %93, %94
  br i1 %95, label %96, label %109

96:                                               ; preds = %92
  %97 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %98 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %99 = sext i32 %98 to i64
  %100 = getelementptr inbounds i32, ptr %97, i64 %99
  %101 = load i32, ptr %100, align 4, !tbaa !9
  %102 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %103
  store i32 %101, ptr %104, align 4, !tbaa !9
  %105 = load i32, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %106 = add nsw i32 %105, 1
  store i32 %106, ptr %12, align 4, !tbaa !9
  %107 = load i32, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  %108 = add nsw i32 %107, 1
  store i32 %108, ptr %13, align 4, !tbaa !9
  br label %92, !llvm.loop !14

109:                                              ; preds = %92
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %14) #3
  %110 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %110, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %111

111:                                              ; preds = %125, %109
  %112 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %113 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %114 = icmp sle i32 %112, %113
  br i1 %114, label %116, label %115

115:                                              ; preds = %111
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %14) #3
  br label %128

116:                                              ; preds = %111
  %117 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %118 = sext i32 %117 to i64
  %119 = getelementptr inbounds i32, ptr %19, i64 %118
  %120 = load i32, ptr %119, align 4, !tbaa !9
  %121 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %122 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %123 = sext i32 %122 to i64
  %124 = getelementptr inbounds i32, ptr %121, i64 %123
  store i32 %120, ptr %124, align 4, !tbaa !9
  br label %125

125:                                              ; preds = %116
  %126 = load i32, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  %127 = add nsw i32 %126, 1
  store i32 %127, ptr %14, align 4, !tbaa !9
  br label %111, !llvm.loop !15

128:                                              ; preds = %115
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %13) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %12) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 4, ptr %11) #3
  %129 = load ptr, ptr %9, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %129)
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #1

attributes #0 = { 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 #1 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #3 = { 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 nofree norecurse nosync nounwind memory(argmem: readwrite) uwtable
define dso_local void @_Z5MergePiiii(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = add nsw i32 %3, 1
  %6 = zext i32 %5 to i64
  %7 = alloca i32, i64 %6, align 16
  %8 = add i32 %2, 1
  %9 = icmp sle i32 %1, %2
  %10 = icmp slt i32 %2, %3
  %11 = and i1 %9, %10
  br i1 %11, label %.lr.ph.preheader, label %.preheader56

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %4
  %12 = sext i32 %1 to i64
  br label %.lr.ph

.preheader56.loopexit:                            ; preds = %.lr.ph
  %13 = trunc nsw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.preheader56

.preheader56:                                     ; preds = %.preheader56.loopexit, %4
  %.047.lcssa = phi i32 [ %1, %4 ], [ %.148, %.preheader56.loopexit ]
  %.044.lcssa = phi i32 [ %8, %4 ], [ %.145, %.preheader56.loopexit ]
  %.043.lcssa = phi i32 [ %1, %4 ], [ %13, %.preheader56.loopexit ]
  %.not62 = icmp sgt i32 %.047.lcssa, %2
  br i1 %.not62, label %.preheader55, label %.lr.ph65.preheader

.lr.ph65.preheader:                               ; preds = %.preheader56
  %14 = sext i32 %.043.lcssa to i64
  %15 = shl nsw i64 %14, 2
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %7, i64 %15
  %16 = sext i32 %.047.lcssa to i64
  %17 = shl nsw i64 %16, 2
  %scevgep75 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %17
  %18 = sub i32 %2, %.047.lcssa
  %19 = zext i32 %18 to i64
  %20 = shl nuw nsw i64 %19, 2
  %21 = add nuw nsw i64 %20, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep75, i64 %21, i1 false), !tbaa !5
  %22 = add i32 %.043.lcssa, %18
  %23 = add i32 %22, 1
  br label %.preheader55

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %12, %.lr.ph.preheader ], [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ]
  %.04458 = phi i32 [ %8, %.lr.ph.preheader ], [ %.145, %.lr.ph ]
  %.04757 = phi i32 [ %1, %.lr.ph.preheader ], [ %.148, %.lr.ph ]
  %24 = sext i32 %.04757 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %24
  %26 = load i32, ptr %25, align 4, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %.04458 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i32, ptr %0, i64 %27
  %29 = load i32, ptr %28, align 4, !tbaa !5
  %30 = icmp slt i32 %26, %29
  %.sink = tail call i32 @llvm.smin.i32(i32 %26, i32 %29)
  %31 = zext i1 %30 to i32
  %.148 = add nsw i32 %.04757, %31
  %not. = xor i1 %30, true
  %32 = zext i1 %not. to i32
  %.145 = add nsw i32 %.04458, %32
  %33 = getelementptr inbounds i32, ptr %7, i64 %indvars.iv
  store i32 %.sink, ptr %33, align 4
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %34 = icmp sle i32 %.148, %2
  %35 = icmp sle i32 %.145, %3
  %36 = select i1 %34, i1 %35, i1 false
  br i1 %36, label %.lr.ph, label %.preheader56.loopexit, !llvm.loop !9

.preheader55:                                     ; preds = %.lr.ph65.preheader, %.preheader56
  %.2.lcssa = phi i32 [ %.043.lcssa, %.preheader56 ], [ %23, %.lr.ph65.preheader ]
  %.not5367 = icmp sgt i32 %.044.lcssa, %3
  br i1 %.not5367, label %.preheader, label %.lr.ph70.preheader

.lr.ph70.preheader:                               ; preds = %.preheader55
  %37 = sext i32 %.2.lcssa to i64
  %38 = shl nsw i64 %37, 2
  %scevgep83 = getelementptr i8, ptr %7, i64 %38
  %39 = sext i32 %.044.lcssa to i64
  %40 = shl nsw i64 %39, 2
  %scevgep84 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %40
  %41 = sub i32 %3, %.044.lcssa
  %42 = zext i32 %41 to i64
  %43 = shl nuw nsw i64 %42, 2
  %44 = add nuw nsw i64 %43, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep83, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep84, i64 %44, i1 false), !tbaa !5
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph70.preheader, %.preheader55
  %.not5471 = icmp sgt i32 %1, %3
  br i1 %.not5471, label %._crit_edge, label %.lr.ph73.preheader

.lr.ph73.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %45 = sext i32 %1 to i64
  %46 = shl nsw i64 %45, 2
  %scevgep92 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %46
  %scevgep93 = getelementptr i8, ptr %7, i64 %46
  %47 = sub i32 %3, %1
  %48 = zext i32 %47 to i64
  %49 = shl nuw nsw i64 %48, 2
  %50 = add nuw nsw i64 %49, 4
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep92, ptr noundef nonnull align 4 dereferenceable(1) %scevgep93, i64 %50, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph73.preheader, %.preheader
  ret void
}

; 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) #1

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i32 @llvm.smin.i32(i32, i32) #2

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" }
attributes #1 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #2 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }

!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,GVNPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,InstSimplifyPass,LCSSAPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MergedLoadStoreMotionPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SCCPPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass