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

; 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 @mergeBottomup(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 i32, align 4
  %10 = alloca i32, align 4
  %11 = alloca i32, align 4
  %12 = alloca ptr, align 8
  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 4, ptr %9) #4
  %13 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %13, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %10) #4
  %14 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %15 = add nsw i32 %14, 1
  store i32 %15, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 4, ptr %11) #4
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %12) #4
  %16 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %17 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %18 = sub nsw i32 %16, %17
  %19 = add nsw i32 %18, 1
  %20 = sext i32 %19 to i64
  %21 = mul i64 %20, 8
  %22 = call noalias ptr @malloc(i64 noundef %21) #5
  store ptr %22, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %23 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %24 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %25 = xor i32 %24, %23
  store i32 %25, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %26

26:                                               ; preds = %73, %4
  %27 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %28 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %29 = icmp sle i32 %27, %28
  br i1 %29, label %30, label %34

30:                                               ; preds = %26
  %31 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %32 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %33 = icmp sle i32 %31, %32
  br label %34

34:                                               ; preds = %30, %26
  %35 = phi i1 [ false, %26 ], [ %33, %30 ]
  br i1 %35, label %36, label %76

36:                                               ; preds = %34
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %39 = sext i32 %38 to i64
  %40 = getelementptr inbounds i64, ptr %37, i64 %39
  %41 = load i64, ptr %40, align 8, !tbaa !11
  %42 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %43 = load i32, ptr %10, 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 = icmp slt i64 %41, %46
  br i1 %47, label %48, label %60

48:                                               ; preds = %36
  %49 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %50 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %51 = sext i32 %50 to i64
  %52 = getelementptr inbounds i64, ptr %49, i64 %51
  %53 = load i64, ptr %52, align 8, !tbaa !11
  %54 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %55 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %56 = sext i32 %55 to i64
  %57 = getelementptr inbounds i64, ptr %54, i64 %56
  store i64 %53, ptr %57, align 8, !tbaa !11
  %58 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %59 = add nsw i32 %58, 1
  store i32 %59, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %72

60:                                               ; preds = %36
  %61 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %62 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %63 = sext i32 %62 to i64
  %64 = getelementptr inbounds i64, ptr %61, i64 %63
  %65 = load i64, ptr %64, align 8, !tbaa !11
  %66 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %67 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %68 = sext i32 %67 to i64
  %69 = getelementptr inbounds i64, ptr %66, i64 %68
  store i64 %65, ptr %69, align 8, !tbaa !11
  %70 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %71 = add nsw i32 %70, 1
  store i32 %71, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %72

72:                                               ; preds = %60, %48
  br label %73

73:                                               ; preds = %72
  %74 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %75 = add nsw i32 %74, 1
  store i32 %75, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %26, !llvm.loop !13

76:                                               ; preds = %34
  br label %77

77:                                               ; preds = %81, %76
  %78 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %79 = load i32, ptr %7, align 4, !tbaa !9
  %80 = icmp sle i32 %78, %79
  br i1 %80, label %81, label %95

81:                                               ; preds = %77
  %82 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %83 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %84 = sext i32 %83 to i64
  %85 = getelementptr inbounds i64, ptr %82, i64 %84
  %86 = load i64, ptr %85, align 8, !tbaa !11
  %87 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %88 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %89 = sext i32 %88 to i64
  %90 = getelementptr inbounds i64, ptr %87, i64 %89
  store i64 %86, ptr %90, align 8, !tbaa !11
  %91 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %92 = add nsw i32 %91, 1
  store i32 %92, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %93 = load i32, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  %94 = add nsw i32 %93, 1
  store i32 %94, ptr %9, align 4, !tbaa !9
  br label %77, !llvm.loop !15

95:                                               ; preds = %77
  br label %96

96:                                               ; preds = %100, %95
  %97 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %98 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %99 = icmp sle i32 %97, %98
  br i1 %99, label %100, label %114

100:                                              ; preds = %96
  %101 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %103 = sext i32 %102 to i64
  %104 = getelementptr inbounds i64, ptr %101, i64 %103
  %105 = load i64, ptr %104, align 8, !tbaa !11
  %106 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %107 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %108 = sext i32 %107 to i64
  %109 = getelementptr inbounds i64, ptr %106, i64 %108
  store i64 %105, ptr %109, align 8, !tbaa !11
  %110 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %111 = add nsw i32 %110, 1
  store i32 %111, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %112 = load i32, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  %113 = add nsw i32 %112, 1
  store i32 %113, ptr %10, align 4, !tbaa !9
  br label %96, !llvm.loop !16

114:                                              ; preds = %96
  %115 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  store i32 %115, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %116

116:                                              ; preds = %134, %114
  %117 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %118 = load i32, ptr %8, align 4, !tbaa !9
  %119 = icmp sle i32 %117, %118
  br i1 %119, label %120, label %137

120:                                              ; preds = %116
  %121 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  %122 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %123 = sext i32 %122 to i64
  %124 = getelementptr inbounds i64, ptr %121, i64 %123
  %125 = load i32, ptr %6, align 4, !tbaa !9
  %126 = sext i32 %125 to i64
  %127 = sub i64 0, %126
  %128 = getelementptr inbounds i64, ptr %124, i64 %127
  %129 = load i64, ptr %128, align 8, !tbaa !11
  %130 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %131 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %132 = sext i32 %131 to i64
  %133 = getelementptr inbounds i64, ptr %130, i64 %132
  store i64 %129, ptr %133, align 8, !tbaa !11
  br label %134

134:                                              ; preds = %120
  %135 = load i32, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  %136 = add nsw i32 %135, 1
  store i32 %136, ptr %11, align 4, !tbaa !9
  br label %116, !llvm.loop !17

137:                                              ; preds = %116
  %138 = load ptr, ptr %12, align 8, !tbaa !5
  call void @free(ptr noundef %138) #4
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, 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 4, ptr %9) #4
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.start.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #1

; Function Attrs: nounwind allocsize(0)
declare noalias ptr @malloc(i64 noundef) #2

; Function Attrs: nounwind
declare void @free(ptr noundef) #3

; 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 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 = { nounwind "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 = { nounwind 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/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}
!16 = distinct !{!16, !14}
!17 = distinct !{!17, !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: nounwind uwtable
define dso_local void @mergeBottomup(ptr nocapture noundef %0, i32 noundef %1, i32 noundef %2, i32 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = add i32 %2, 1
  %reass.sub = sub i32 %3, %1
  %6 = add i32 %reass.sub, 1
  %7 = sext i32 %6 to i64
  %8 = shl nsw i64 %7, 3
  %9 = tail call noalias ptr @malloc(i64 noundef %8) #5
  %10 = icmp sle i32 %1, %2
  %11 = icmp slt i32 %2, %3
  %12 = and i1 %10, %11
  br i1 %12, label %.lr.ph, label %.preheader62

.preheader62.loopexit:                            ; preds = %.lr.ph
  %13 = trunc nuw i64 %indvars.iv.next to i32
  br label %.preheader62

.preheader62:                                     ; preds = %.preheader62.loopexit, %4
  %.053.lcssa = phi i32 [ %5, %4 ], [ %.154, %.preheader62.loopexit ]
  %.050.lcssa = phi i32 [ 0, %4 ], [ %13, %.preheader62.loopexit ]
  %.0.lcssa = phi i32 [ %1, %4 ], [ %.1, %.preheader62.loopexit ]
  %.not68 = icmp sgt i32 %.0.lcssa, %2
  br i1 %.not68, label %.preheader61, label %.lr.ph71.preheader

.lr.ph71.preheader:                               ; preds = %.preheader62
  %14 = zext i32 %.050.lcssa to i64
  %15 = shl nuw nsw i64 %14, 3
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %9, i64 %15
  %16 = sext i32 %.0.lcssa to i64
  %17 = shl nsw i64 %16, 3
  %scevgep82 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %17
  %18 = sub i32 %2, %.0.lcssa
  %19 = zext i32 %18 to i64
  %20 = shl nuw nsw i64 %19, 3
  %21 = add nuw nsw i64 %20, 8
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(1) %scevgep, ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(1) %scevgep82, i64 %21, i1 false), !tbaa !5
  %22 = add i32 %.050.lcssa, %18
  %23 = add i32 %22, 1
  br label %.preheader61

.lr.ph:                                           ; preds = %4, %.lr.ph
  %indvars.iv = phi i64 [ %indvars.iv.next, %.lr.ph ], [ 0, %4 ]
  %.065 = phi i32 [ %.1, %.lr.ph ], [ %1, %4 ]
  %.05363 = phi i32 [ %.154, %.lr.ph ], [ %5, %4 ]
  %24 = sext i32 %.065 to i64
  %25 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %24
  %26 = load i64, ptr %25, align 8, !tbaa !5
  %27 = sext i32 %.05363 to i64
  %28 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %27
  %29 = load i64, ptr %28, align 8, !tbaa !5
  %30 = icmp sge i64 %26, %29
  %.sink = tail call i64 @llvm.smin.i64(i64 %26, i64 %29)
  %31 = zext i1 %30 to i32
  %.154 = add nsw i32 %.05363, %31
  %not. = xor i1 %30, true
  %32 = zext i1 %not. to i32
  %.1 = add nsw i32 %.065, %32
  %33 = getelementptr inbounds i64, ptr %9, i64 %indvars.iv
  store i64 %.sink, ptr %33, align 8
  %indvars.iv.next = add nuw nsw i64 %indvars.iv, 1
  %34 = icmp sle i32 %.1, %2
  %35 = icmp sle i32 %.154, %3
  %36 = select i1 %34, i1 %35, i1 false
  br i1 %36, label %.lr.ph, label %.preheader62.loopexit, !llvm.loop !9

.preheader61:                                     ; preds = %.lr.ph71.preheader, %.preheader62
  %.151.lcssa = phi i32 [ %.050.lcssa, %.preheader62 ], [ %23, %.lr.ph71.preheader ]
  %.not5973 = icmp sgt i32 %.053.lcssa, %3
  br i1 %.not5973, label %.preheader, label %.lr.ph76.preheader

.lr.ph76.preheader:                               ; preds = %.preheader61
  %37 = zext i32 %.151.lcssa to i64
  %38 = shl nuw nsw i64 %37, 3
  %scevgep90 = getelementptr i8, ptr %9, i64 %38
  %39 = sext i32 %.053.lcssa to i64
  %40 = shl nsw i64 %39, 3
  %scevgep91 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %40
  %41 = sub i32 %3, %.053.lcssa
  %42 = zext i32 %41 to i64
  %43 = shl nuw nsw i64 %42, 3
  %44 = add nuw nsw i64 %43, 8
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(1) %scevgep90, ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(1) %scevgep91, i64 %44, i1 false), !tbaa !5
  br label %.preheader

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph76.preheader, %.preheader61
  %.not6077 = icmp sgt i32 %1, %3
  br i1 %.not6077, label %._crit_edge, label %.lr.ph79

.lr.ph79:                                         ; preds = %.preheader
  %45 = sext i32 %1 to i64
  %46 = shl nsw i64 %45, 3
  %scevgep99 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %46
  %47 = zext i32 %reass.sub to i64
  %48 = shl nuw nsw i64 %47, 3
  %49 = add nuw nsw i64 %48, 8
  tail call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(1) %scevgep99, ptr noundef nonnull align 8 dereferenceable(1) %9, i64 %49, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph79, %.preheader
  tail call void @free(ptr noundef %9) #6
  ret void
}

; Function Attrs: mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite)
declare noalias noundef ptr @malloc(i64 noundef) local_unnamed_addr #1

; Function Attrs: mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite)
declare void @free(ptr allocptr nocapture noundef) local_unnamed_addr #2

; 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) #3

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none)
declare i64 @llvm.smin.i64(i64, i64) #4

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 = { mustprogress nofree nounwind willreturn allockind("alloc,uninitialized") allocsize(0) memory(inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { mustprogress nounwind willreturn allockind("free") memory(argmem: readwrite, inaccessiblemem: readwrite) "alloc-family"="malloc" "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 = { nocallback nofree nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #4 = { nocallback nofree nosync nounwind speculatable willreturn memory(none) }
attributes #5 = { nounwind allocsize(0) }
attributes #6 = { 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 = !{!"long", !7, i64 0}
!7 = !{!"omnipotent char", !8, i64 0}
!8 = !{!"Simple C/C++ TBAA"}
!9 = distinct !{!9, !10}
!10 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}


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