; LLVM IR from h-ssiqueira/Sort_Algorithms :: src/merge (inPlaceMergeSort)

; 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
define dso_local void @mergeInPlace(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 i64, align 8
  %10 = alloca ptr, align 8
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = 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
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #2
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #2
  %13 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = sext i32 %14 to i64
  %16 = getelementptr inbounds i64, ptr %13, i64 %15
  %17 = getelementptr inbounds i64, ptr %16, i64 1
  store ptr %17, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %11) #2
  %18 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %19 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = getelementptr inbounds i64, ptr %18, i64 %20
  %22 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !11
  %23 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %24 = load i64, ptr %23, align 8, !tbaa !11
  %25 = icmp sle i64 %22, %24
  br i1 %25, label %26, label %27

26:                                               ; preds = %4
  store i32 1, ptr %12, align 4
  br label %85

27:                                               ; preds = %4
  br label %28

28:                                               ; preds = %83, %27
  %29 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %30 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %31 = icmp sle i32 %29, %30
  br i1 %31, label %32, label %39

32:                                               ; preds = %28
  %33 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %34 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %35 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %36 = sext i32 %34 to i64
  %37 = getelementptr inbounds i64, ptr %35, i64 %36
  %38 = icmp ule ptr %33, %37
  br label %39

39:                                               ; preds = %32, %28
  %40 = phi i1 [ false, %28 ], [ %38, %32 ]
  br i1 %40, label %41, label %84

41:                                               ; preds = %39
  %42 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %44 = sext i32 %43 to i64
  %45 = getelementptr inbounds i64, ptr %42, i64 %44
  %46 = load i64, ptr %45, align 8, !tbaa !11
  %47 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %48 = load i64, ptr %47, align 8, !tbaa !11
  %49 = icmp sle i64 %46, %48
  br i1 %49, label %50, label %53

50:                                               ; preds = %41
  %51 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %52 = add nsw i32 %51, 1
  store i32 %52, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  br label %83

53:                                               ; preds = %41
  %54 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i64, ptr %54, align 8, !tbaa !11
  store i64 %55, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %56 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  store ptr %56, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %57

57:                                               ; preds = %64, %53
  %58 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %59 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %60 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %61 = sext i32 %60 to i64
  %62 = getelementptr inbounds i64, ptr %59, i64 %61
  %63 = icmp ne ptr %58, %62
  br i1 %63, label %64, label %71

64:                                               ; preds = %57
  %65 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %66 = getelementptr inbounds i64, ptr %65, i64 -1
  %67 = load i64, ptr %66, align 8, !tbaa !11
  %68 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  store i64 %67, ptr %68, align 8, !tbaa !11
  %69 = load ptr, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  %70 = getelementptr inbounds i64, ptr %69, i32 -1
  store ptr %70, ptr %11, align 8, !tbaa !5
  br label %57, !llvm.loop !13

71:                                               ; preds = %57
  %72 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !11
  %73 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %74 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %75 = sext i32 %74 to i64
  %76 = getelementptr inbounds i64, ptr %73, i64 %75
  store i64 %72, ptr %76, align 8, !tbaa !11
  %77 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %78 = add nsw i32 %77, 1
  store i32 %78, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %80 = add nsw i32 %79, 1
  store i32 %80, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %81 = load ptr, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  %82 = getelementptr inbounds i64, ptr %81, i32 1
  store ptr %82, ptr %10, align 8, !tbaa !5
  br label %83

83:                                               ; preds = %71, %50
  br label %28, !llvm.loop !15

84:                                               ; preds = %39
  store i32 0, ptr %12, align 4
  br label %85

85:                                               ; preds = %84, %26
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %11) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #2
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #2
  %86 = load i32, ptr %12, align 4
  switch i32 %86, label %88 [
    i32 0, label %87
    i32 1, label %87
  ]

87:                                               ; preds = %85, %85
  ret void

88:                                               ; preds = %85
  unreachable
}

; 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

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 = !{!"int", !7, i64 0}
!11 = !{!12, !12, i64 0}
!12 = !{!"long", !7, i64 0}
!13 = distinct !{!13, !14}
!14 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!15 = distinct !{!15, !14}


; 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: nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) uwtable
define dso_local void @mergeInPlace(ptr noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = ptrtoint ptr %0 to i64
  %6 = sext i32 %2 to i64
  %7 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %6
  %8 = getelementptr inbounds i8, ptr %7, i64 8
  %9 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !5
  %10 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !5
  %.not = icmp sgt i64 %9, %10
  br i1 %.not, label %.preheader36, label %.loopexit

.preheader36:                                     ; preds = %4
  %11 = sext i32 %3 to i64
  %12 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %11
  %13 = icmp sle i32 %1, %2
  %14 = icmp ule ptr %8, %12
  %15 = select i1 %13, i1 %14, i1 false
  br i1 %15, label %.lr.ph42.preheader, label %.loopexit

.lr.ph42.preheader:                               ; preds = %.preheader36
  %16 = sext i32 %1 to i64
  %17 = shl nsw i64 %16, 3
  %18 = add i64 %17, %5
  br label %.lr.ph42

.lr.ph42:                                         ; preds = %.lr.ph42.preheader, %37
  %indvar = phi i64 [ 0, %.lr.ph42.preheader ], [ %indvar.next, %37 ]
  %indvars.iv = phi i64 [ %16, %.lr.ph42.preheader ], [ %indvars.iv.next, %37 ]
  %.02741 = phi ptr [ %8, %.lr.ph42.preheader ], [ %.1, %37 ]
  %.03039 = phi i32 [ %2, %.lr.ph42.preheader ], [ %.131, %37 ]
  %.0274147 = ptrtoint ptr %.02741 to i64
  %19 = mul nsw i64 %indvar, -8
  %reass.sub = sub i64 %19, %18
  %20 = add i64 %reass.sub, -8
  %21 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %indvars.iv
  %22 = load i64, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i64, ptr %.02741, align 8, !tbaa !5
  %.not34 = icmp sgt i64 %22, %23
  br i1 %.not34, label %.preheader, label %37

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph42
  %.not3537 = icmp eq ptr %.02741, %21
  br i1 %.not3537, label %._crit_edge, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %.preheader
  %24 = add i64 %20, %.0274147
  %25 = lshr i64 %24, 3
  %26 = add nuw nsw i64 %25, 1
  %min.iters.check = icmp ult i64 %24, 24
  br i1 %min.iters.check, label %.lr.ph.preheader53, label %vector.ph

vector.ph:                                        ; preds = %.lr.ph.preheader
  %n.vec = and i64 %26, 4611686018427387900
  %27 = mul i64 %n.vec, -8
  %ind.end = getelementptr i8, ptr %.02741, i64 %27
  br label %vector.body

vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  %index = phi i64 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  %offset.idx = mul i64 %index, -8
  %next.gep = getelementptr i8, ptr %.02741, i64 %offset.idx
  %28 = getelementptr inbounds i8, ptr %next.gep, i64 -16
  %29 = getelementptr inbounds i8, ptr %next.gep, i64 -32
  %wide.load = load <2 x i64>, ptr %28, align 8, !tbaa !5
  %wide.load49 = load <2 x i64>, ptr %29, align 8, !tbaa !5
  %30 = getelementptr i8, ptr %next.gep, i64 -8
  %31 = getelementptr i8, ptr %next.gep, i64 -24
  store <2 x i64> %wide.load, ptr %30, align 8, !tbaa !5
  store <2 x i64> %wide.load49, ptr %31, align 8, !tbaa !5
  %index.next = add nuw i64 %index, 4
  %32 = icmp eq i64 %index.next, %n.vec
  br i1 %32, label %middle.block, label %vector.body, !llvm.loop !9

middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  %cmp.n = icmp eq i64 %26, %n.vec
  br i1 %cmp.n, label %._crit_edge, label %.lr.ph.preheader53

.lr.ph.preheader53:                               ; preds = %middle.block, %.lr.ph.preheader
  %.038.ph = phi ptr [ %.02741, %.lr.ph.preheader ], [ %ind.end, %middle.block ]
  br label %.lr.ph

.lr.ph:                                           ; preds = %.lr.ph.preheader53, %.lr.ph
  %.038 = phi ptr [ %33, %.lr.ph ], [ %.038.ph, %.lr.ph.preheader53 ]
  %33 = getelementptr inbounds i8, ptr %.038, i64 -8
  %34 = load i64, ptr %33, align 8, !tbaa !5
  store i64 %34, ptr %.038, align 8, !tbaa !5
  %.not35 = icmp eq ptr %33, %21
  br i1 %.not35, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !13

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph, %middle.block, %.preheader
  store i64 %23, ptr %21, align 8, !tbaa !5
  %35 = add nsw i32 %.03039, 1
  %36 = getelementptr inbounds i8, ptr %.02741, i64 8
  br label %37

37:                                               ; preds = %.lr.ph42, %._crit_edge
  %.131 = phi i32 [ %35, %._crit_edge ], [ %.03039, %.lr.ph42 ]
  %.1 = phi ptr [ %36, %._crit_edge ], [ %.02741, %.lr.ph42 ]
  %indvars.iv.next = add nsw i64 %indvars.iv, 1
  %38 = sext i32 %.131 to i64
  %39 = icmp slt i64 %indvars.iv, %38
  %40 = icmp ule ptr %.1, %12
  %41 = select i1 %39, i1 %40, i1 false
  %indvar.next = add i64 %indvar, 1
  br i1 %41, label %.lr.ph42, label %.loopexit, !llvm.loop !14

.loopexit:                                        ; preds = %37, %.preheader36, %4
  ret void
}

attributes #0 = { nofree norecurse nosync nounwind memory(readwrite, inaccessiblemem: none) 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 = !{!"long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/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, !12, !11}
!14 = distinct !{!14, !10}


; Effective O3 passes: EarlyCSEPass,GlobalOptPass,IndVarSimplifyPass,InferFunctionAttrsPass,InstCombinePass,JumpThreadingPass,LICMPass,LoopLoadEliminationPass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,LoopVectorizePass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass