; LLVM IR from JanaSabuj/cppdump :: merge_sort.ll (Z5mergePxxxx)

; 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 willreturn memory(argmem: readwrite)
declare void @llvm.lifetime.end.p0(i64 immarg, ptr nocapture) #0

; Function Attrs: mustprogress nounwind uwtable
define dso_local void @_Z5mergePxxxx(ptr noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3) #1 {
  %5 = alloca ptr, align 8
  %6 = alloca i64, align 8
  %7 = alloca i64, align 8
  %8 = alloca i64, align 8
  %9 = alloca i64, align 8
  %10 = alloca i64, align 8
  %11 = alloca ptr, align 8
  %12 = alloca i64, align 8
  %13 = alloca i64, align 8
  %14 = alloca i64, align 8
  %15 = alloca i64, align 8
  %16 = alloca i64, align 8
  %17 = alloca i64, align 8
  %18 = alloca i64, align 8
  store ptr %0, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  store i64 %1, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  store i64 %2, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  store i64 %3, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %9) #3
  %19 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %20 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %21 = sub nsw i64 %19, %20
  %22 = add nsw i64 %21, 1
  store i64 %22, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %10) #3
  %23 = load i64, ptr %8, align 8, !tbaa !9
  %24 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %25 = sub nsw i64 %23, %24
  store i64 %25, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %26 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %27 = call ptr @llvm.stacksave.p0()
  store ptr %27, ptr %11, align 8
  %28 = alloca i64, i64 %26, align 16
  store i64 %26, ptr %12, align 8
  %29 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %30 = alloca i64, i64 %29, align 16
  store i64 %29, ptr %13, align 8
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %14) #3
  store i64 0, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  br label %31

31:                                               ; preds = %45, %4
  %32 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %33 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %34 = icmp slt i64 %32, %33
  br i1 %34, label %36, label %35

35:                                               ; preds = %31
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %14) #3
  br label %48

36:                                               ; preds = %31
  %37 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %38 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  %39 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %40 = add nsw i64 %38, %39
  %41 = getelementptr inbounds i64, ptr %37, i64 %40
  %42 = load i64, ptr %41, align 8, !tbaa !9
  %43 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %44 = getelementptr inbounds i64, ptr %28, i64 %43
  store i64 %42, ptr %44, align 8, !tbaa !9
  br label %45

45:                                               ; preds = %36
  %46 = load i64, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  %47 = add nsw i64 %46, 1
  store i64 %47, ptr %14, align 8, !tbaa !9
  br label %31, !llvm.loop !11

48:                                               ; preds = %35
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %15) #3
  store i64 0, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  br label %49

49:                                               ; preds = %64, %48
  %50 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %51 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %52 = icmp slt i64 %50, %51
  br i1 %52, label %54, label %53

53:                                               ; preds = %49
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %15) #3
  br label %67

54:                                               ; preds = %49
  %55 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %56 = load i64, ptr %7, align 8, !tbaa !9
  %57 = add nsw i64 %56, 1
  %58 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %59 = add nsw i64 %57, %58
  %60 = getelementptr inbounds i64, ptr %55, i64 %59
  %61 = load i64, ptr %60, align 8, !tbaa !9
  %62 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %63 = getelementptr inbounds i64, ptr %30, i64 %62
  store i64 %61, ptr %63, align 8, !tbaa !9
  br label %64

64:                                               ; preds = %54
  %65 = load i64, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  %66 = add nsw i64 %65, 1
  store i64 %66, ptr %15, align 8, !tbaa !9
  br label %49, !llvm.loop !13

67:                                               ; preds = %53
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %16) #3
  store i64 0, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %17) #3
  store i64 0, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  call void @llvm.lifetime.start.p0(i64 8, ptr %18) #3
  %68 = load i64, ptr %6, align 8, !tbaa !9
  store i64 %68, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  br label %69

69:                                               ; preds = %105, %67
  %70 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %71 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %72 = icmp slt i64 %70, %71
  br i1 %72, label %73, label %77

73:                                               ; preds = %69
  %74 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %75 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %76 = icmp slt i64 %74, %75
  br label %77

77:                                               ; preds = %73, %69
  %78 = phi i1 [ false, %69 ], [ %76, %73 ]
  br i1 %78, label %79, label %106

79:                                               ; preds = %77
  %80 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %81 = getelementptr inbounds i64, ptr %28, i64 %80
  %82 = load i64, ptr %81, align 8, !tbaa !9
  %83 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %84 = getelementptr inbounds i64, ptr %30, i64 %83
  %85 = load i64, ptr %84, align 8, !tbaa !9
  %86 = icmp sle i64 %82, %85
  br i1 %86, label %87, label %96

87:                                               ; preds = %79
  %88 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %89 = add nsw i64 %88, 1
  store i64 %89, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %90 = getelementptr inbounds i64, ptr %28, i64 %88
  %91 = load i64, ptr %90, align 8, !tbaa !9
  %92 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %93 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %94 = add nsw i64 %93, 1
  store i64 %94, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %95 = getelementptr inbounds i64, ptr %92, i64 %93
  store i64 %91, ptr %95, align 8, !tbaa !9
  br label %105

96:                                               ; preds = %79
  %97 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %98 = add nsw i64 %97, 1
  store i64 %98, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %99 = getelementptr inbounds i64, ptr %30, i64 %97
  %100 = load i64, ptr %99, align 8, !tbaa !9
  %101 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %102 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %103 = add nsw i64 %102, 1
  store i64 %103, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %104 = getelementptr inbounds i64, ptr %101, i64 %102
  store i64 %100, ptr %104, align 8, !tbaa !9
  br label %105

105:                                              ; preds = %96, %87
  br label %69, !llvm.loop !14

106:                                              ; preds = %77
  br label %107

107:                                              ; preds = %111, %106
  %108 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %109 = load i64, ptr %9, align 8, !tbaa !9
  %110 = icmp slt i64 %108, %109
  br i1 %110, label %111, label %120

111:                                              ; preds = %107
  %112 = load i64, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %113 = add nsw i64 %112, 1
  store i64 %113, ptr %16, align 8, !tbaa !9
  %114 = getelementptr inbounds i64, ptr %28, i64 %112
  %115 = load i64, ptr %114, align 8, !tbaa !9
  %116 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %117 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %118 = add nsw i64 %117, 1
  store i64 %118, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %119 = getelementptr inbounds i64, ptr %116, i64 %117
  store i64 %115, ptr %119, align 8, !tbaa !9
  br label %107, !llvm.loop !15

120:                                              ; preds = %107
  br label %121

121:                                              ; preds = %125, %120
  %122 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %123 = load i64, ptr %10, align 8, !tbaa !9
  %124 = icmp slt i64 %122, %123
  br i1 %124, label %125, label %134

125:                                              ; preds = %121
  %126 = load i64, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %127 = add nsw i64 %126, 1
  store i64 %127, ptr %17, align 8, !tbaa !9
  %128 = getelementptr inbounds i64, ptr %30, i64 %126
  %129 = load i64, ptr %128, align 8, !tbaa !9
  %130 = load ptr, ptr %5, align 8, !tbaa !5
  %131 = load i64, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %132 = add nsw i64 %131, 1
  store i64 %132, ptr %18, align 8, !tbaa !9
  %133 = getelementptr inbounds i64, ptr %130, i64 %131
  store i64 %129, ptr %133, align 8, !tbaa !9
  br label %121, !llvm.loop !16

134:                                              ; preds = %121
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %18) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %17) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %16) #3
  %135 = load ptr, ptr %11, align 8
  call void @llvm.stackrestore.p0(ptr %135)
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %10) #3
  call void @llvm.lifetime.end.p0(i64 8, ptr %9) #3
  ret void
}

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare ptr @llvm.stacksave.p0() #2

; Function Attrs: nocallback nofree nosync nounwind willreturn
declare void @llvm.stackrestore.p0(ptr) #2

attributes #0 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn memory(argmem: readwrite) }
attributes #1 = { 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 #2 = { nocallback nofree nosync nounwind willreturn }
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 = !{!"long long", !7, i64 0}
!11 = distinct !{!11, !12}
!12 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
!13 = distinct !{!13, !12}
!14 = distinct !{!14, !12}
!15 = distinct !{!15, !12}
!16 = distinct !{!16, !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 @_Z5mergePxxxx(ptr nocapture noundef %0, i64 noundef %1, i64 noundef %2, i64 noundef %3) local_unnamed_addr #0 {
  %5 = sub nsw i64 %2, %1
  %6 = add nsw i64 %5, 1
  %7 = sub nsw i64 %3, %2
  %8 = alloca i64, i64 %6, align 16
  %9 = alloca i64, i64 %7, align 16
  %.not60 = icmp slt i64 %5, 0
  br i1 %.not60, label %.preheader59, label %.lr.ph.preheader

.lr.ph.preheader:                                 ; preds = %4
  %invariant.gep = getelementptr i64, ptr %0, i64 %1
  %10 = add i64 %2, 1
  %11 = sub i64 %10, %1
  %12 = shl nuw i64 %11, 3
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr nonnull align 16 %8, ptr align 8 %invariant.gep, i64 %12, i1 false), !tbaa !5
  br label %.preheader59

.preheader59:                                     ; preds = %.lr.ph.preheader, %4
  %13 = icmp sgt i64 %7, 0
  br i1 %13, label %.preheader58, label %.preheader57

.preheader58:                                     ; preds = %.preheader59
  %14 = getelementptr i64, ptr %0, i64 %2
  %15 = getelementptr i8, ptr %14, i64 8
  %16 = sub i64 %3, %2
  %17 = shl i64 %16, 3
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr nonnull align 16 %9, ptr align 8 %15, i64 %17, i1 false), !tbaa !5
  %18 = icmp sgt i64 %5, -1
  %19 = and i1 %18, %13
  br i1 %19, label %.lr.ph67, label %.preheader57

.preheader57:                                     ; preds = %.lr.ph67, %.preheader59, %.preheader58
  %.046.lcssa = phi i64 [ 0, %.preheader58 ], [ 0, %.preheader59 ], [ %.147, %.lr.ph67 ]
  %.043.lcssa = phi i64 [ 0, %.preheader58 ], [ 0, %.preheader59 ], [ %.144, %.lr.ph67 ]
  %.0.lcssa = phi i64 [ %1, %.preheader58 ], [ %1, %.preheader59 ], [ %.1, %.lr.ph67 ]
  %.not5570 = icmp sgt i64 %.046.lcssa, %5
  br i1 %.not5570, label %.preheader, label %.lr.ph73.preheader

.lr.ph73.preheader:                               ; preds = %.preheader57
  %20 = shl i64 %.0.lcssa, 3
  %scevgep = getelementptr i8, ptr %0, i64 %20
  %21 = shl i64 %.046.lcssa, 3
  %scevgep78 = getelementptr i8, ptr %8, i64 %21
  %22 = add i64 %2, 1
  %23 = add i64 %.046.lcssa, %1
  %24 = sub i64 %22, %23
  %25 = shl nuw i64 %24, 3
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 8 %scevgep, ptr align 8 %scevgep78, i64 %25, i1 false), !tbaa !5
  %26 = add i64 %.0.lcssa, %2
  %27 = add i64 %26, 1
  %28 = add i64 %.046.lcssa, %1
  %29 = sub i64 %27, %28
  br label %.preheader

.lr.ph67:                                         ; preds = %.preheader58, %.lr.ph67
  %.066 = phi i64 [ %.1, %.lr.ph67 ], [ %1, %.preheader58 ]
  %.04365 = phi i64 [ %.144, %.lr.ph67 ], [ 0, %.preheader58 ]
  %.04664 = phi i64 [ %.147, %.lr.ph67 ], [ 0, %.preheader58 ]
  %30 = getelementptr inbounds i64, ptr %8, i64 %.04664
  %31 = load i64, ptr %30, align 8, !tbaa !5
  %32 = getelementptr inbounds i64, ptr %9, i64 %.04365
  %33 = load i64, ptr %32, align 8, !tbaa !5
  %.not56 = icmp sle i64 %31, %33
  %.sink = tail call i64 @llvm.smin.i64(i64 %31, i64 %33)
  %34 = zext i1 %.not56 to i64
  %.147 = add nuw nsw i64 %.04664, %34
  %not..not56 = xor i1 %.not56, true
  %35 = zext i1 %not..not56 to i64
  %.144 = add nuw nsw i64 %.04365, %35
  %36 = getelementptr inbounds i64, ptr %0, i64 %.066
  store i64 %.sink, ptr %36, align 8
  %.1 = add nsw i64 %.066, 1
  %37 = icmp sle i64 %.147, %5
  %38 = icmp slt i64 %.144, %7
  %39 = select i1 %37, i1 %38, i1 false
  br i1 %39, label %.lr.ph67, label %.preheader57, !llvm.loop !9

.preheader:                                       ; preds = %.lr.ph73.preheader, %.preheader57
  %.2.lcssa = phi i64 [ %.0.lcssa, %.preheader57 ], [ %29, %.lr.ph73.preheader ]
  %40 = icmp slt i64 %.043.lcssa, %7
  br i1 %40, label %.lr.ph77.preheader, label %._crit_edge

.lr.ph77.preheader:                               ; preds = %.preheader
  %41 = shl i64 %.2.lcssa, 3
  %scevgep79 = getelementptr i8, ptr %0, i64 %41
  %42 = shl i64 %.043.lcssa, 3
  %scevgep80 = getelementptr i8, ptr %9, i64 %42
  %43 = add i64 %.043.lcssa, %2
  %44 = sub i64 %3, %43
  %45 = shl nuw i64 %44, 3
  call void @llvm.memcpy.p0.p0.i64(ptr align 8 %scevgep79, ptr align 8 %scevgep80, i64 %45, i1 false), !tbaa !5
  br label %._crit_edge

._crit_edge:                                      ; preds = %.lr.ph77.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 i64 @llvm.smin.i64(i64, i64) #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 = !{!"long long", !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,JumpThreadingPass,LCSSAPass,LICMPass,LoopIdiomRecognizePass,LoopRotatePass,LoopSimplifyPass,LoopUnrollPass,MergedLoadStoreMotionPass,PostOrderFunctionAttrsPass,SROAPass,SimplifyCFGPass,TailCallElimPass