void mergesort(int arr[], int len) {
  if (len <= 1)
    return;
  int mid = len / 2;
  mergesort(arr, mid);
  mergesort(arr + mid, len - mid);
  int i, j, tmp;
  for (i = mid; i < len; ++i) {
    for (j = i; j > 0; --j) {
      if (arr[j] >= arr[j - 1])
        break;
      tmp = arr[j];
      arr[j] = arr[j - 1];
      arr[j - 1] = tmp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergesort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jg     112e <mergesort+0x1e>
jmp    1207 <mergesort+0xf7>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
call   1030 <mergesort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    -0x10(%rbp),%esi
call   1030 <mergesort@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1207 <mergesort+0xf7>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    11f4 <mergesort+0xe4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jl     11aa <mergesort+0x9a>
jmp    11f4 <mergesort+0xe4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117a <mergesort+0x6a>
jmp    11f9 <mergesort+0xe9>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1168 <mergesort+0x58>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergesort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jl     1184 <mergesort+0x74>
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
mov    %esi,%r12d
shr    %r12d
mov    %r12d,%esi
call   1030 <mergesort@plt>
lea    (%rbx,%r12,4),%rdi
mov    %r14d,%r15d
sub    %r12d,%r15d
mov    %r15d,%esi
call   1030 <mergesort@plt>
mov    %r12d,%eax
not    %eax
test   $0x1,%r15b
je     117f <mergesort+0x6f>
mov    %r12d,%edx
lea    (%rbx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rbx,%rdx,4),%edx
lea    0x1(%r12),%esi
nopl   (%rax)
lea    -0x2(%rsi),%edi
mov    (%rbx,%rdi,4),%ebp
cmp    %ebp,%edx
jge    117b <mergesort+0x6b>
mov    %ebp,(%rcx)
mov    %edx,(%rbx,%rdi,4)
add    $0xffffffff,%esi
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
cmp    $0x1,%esi
jg     1160 <mergesort+0x50>
add    $0x1,%r12d
add    %r14d,%eax
jne    118d <mergesort+0x7d>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
lea    0x1(%r12),%r10d
mov    %r12d,%eax
lea    (%rbx,%rax,4),%r9
jmp    11b1 <mergesort+0xa1>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%r12d
add    $0x2,%r10d
add    $0x8,%r9
cmp    %r14d,%r12d
je     1184 <mergesort+0x74>
mov    %r10d,%eax
lea    (%rbx,%rax,4),%rdx
mov    %r12d,%r8d
mov    (%rbx,%r8,4),%edi
mov    %r9,%rcx
mov    %r10d,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    -0x2(%rsi),%ebp
mov    (%rbx,%rbp,4),%eax
cmp    %eax,%edi
jge    11eb <mergesort+0xdb>
mov    %eax,(%rcx)
mov    %edi,(%rbx,%rbp,4)
add    $0xffffffff,%esi
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
cmp    $0x1,%esi
jg     11d0 <mergesort+0xc0>
mov    0x4(%rbx,%r8,4),%esi
mov    %r12d,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %ecx,%edi
mov    (%rbx,%rdi,4),%ecx
cmp    %ecx,%esi
jge    11a0 <mergesort+0x90>
mov    %ecx,(%rdx)
mov    %esi,(%rbx,%rdi,4)
lea    -0x1(%rdi),%ecx
lea    0x1(%rdi),%eax
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
cmp    $0x1,%eax
jg     1200 <mergesort+0xf0>
jmp    11a0 <mergesort+0x90>

LLVM IR (-O0):
define void @mergesort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%9 = load i32, i32* %4
%10 = icmp sle i32 %9, 1
br i1 %10, label %11, label %12
11: ; preds = %2
br label %77
12: ; preds = %2
%13 = load i32, i32* %4
%14 = sdiv i32 %13, 2
store i32 %14, i32* %5
%15 = load i32*, i32** %3
%16 = load i32, i32* %5
%17 = load i32*, i32** %3
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %4
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sub nsw i32 %21, %22
%24 = load i32, i32* %5
store i32 %24, i32* %6
br label %25
25: ; preds = %74, %12
%26 = load i32, i32* %6
%27 = load i32, i32* %4
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %77
29: ; preds = %25
%30 = load i32, i32* %6
store i32 %30, i32* %7
br label %31
31: ; preds = %70, %29
%32 = load i32, i32* %7
%33 = icmp sgt i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %73
34: ; preds = %31
%35 = load i32*, i32** %3
%36 = load i32, i32* %7
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32*, i32** %3
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sub nsw i32 %41, 1
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = icmp sge i32 %39, %45
br i1 %46, label %47, label %48
47: ; preds = %34
br label %73
48: ; preds = %34
%49 = load i32*, i32** %3
%50 = load i32, i32* %7
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
store i32 %53, i32* %8
%54 = load i32*, i32** %3
%55 = load i32, i32* %7
%56 = sub nsw i32 %55, 1
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = load i32*, i32** %3
%61 = load i32, i32* %7
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
store i32 %59, i32* %63
%64 = load i32, i32* %8
%65 = load i32*, i32** %3
%66 = load i32, i32* %7
%67 = sub nsw i32 %66, 1
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %68
store i32 %64, i32* %69
br label %70
70: ; preds = %48
%71 = load i32, i32* %7
%72 = add nsw i32 %71, -1
store i32 %72, i32* %7
br label %31
73: ; preds = %47, %31
br label %74
74: ; preds = %73
%75 = load i32, i32* %6
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %6
br label %25
77: ; preds = %11, %25
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergesort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = icmp slt i32 %1, 2
br i1 %3, label %69, label %4
4: ; preds = %2
%5 = lshr i32 %1, 1
tail call void @mergesort(i32* %0, i32 %5)
%6 = zext i32 %5 to i64
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %6
%8 = sub nsw i32 %1, %5
tail call void @mergesort(i32* %7, i32 %8)
%9 = sub i32 %1, %5
%10 = xor i32 %5, -1
%11 = and i32 %9, 1
%12 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %12, label %30, label %13
13: ; preds = %4
%14 = zext i32 %5 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
br label %17
17: ; preds = %24, %13
%18 = phi i32 [ %19, %24 ], [ %5, %13 ]
%19 = add nsw i32 %18, -1
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp slt i32 %16, %22
br i1 %23, label %24, label %28
24: ; preds = %17
%25 = zext i32 %18 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
store i32 %22, i32* %26
store i32 %16, i32* %21
%27 = icmp sgt i32 %18, 1
br i1 %27, label %17, label %28
28: ; preds = %24, %17
%29 = add nuw nsw i32 %5, 1
br label %30
30: ; preds = %28, %4
%31 = phi i32 [ %5, %4 ], [ %29, %28 ]
%32 = sub i32 0, %1
%33 = icmp eq i32 %10, %32
br i1 %33, label %69, label %34
34: ; preds = %30, %66
%35 = phi i32 [ %67, %66 ], [ %31, %30 ]
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
br label %39
39: ; preds = %34, %46
%40 = phi i32 [ %41, %46 ], [ %35, %34 ]
%41 = add nsw i32 %40, -1
%42 = zext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp slt i32 %38, %44
br i1 %45, label %46, label %50
46: ; preds = %39
%47 = zext i32 %40 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %47
store i32 %44, i32* %48
store i32 %38, i32* %43
%49 = icmp sgt i32 %40, 1
br i1 %49, label %39, label %50
50: ; preds = %39, %46
%51 = add nuw nsw i32 %35, 1
%52 = zext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
br label %55
55: ; preds = %62, %50
%56 = phi i32 [ %57, %62 ], [ %51, %50 ]
%57 = add nsw i32 %56, -1
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = icmp slt i32 %54, %60
br i1 %61, label %62, label %66
62: ; preds = %55
%63 = zext i32 %56 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %63
store i32 %60, i32* %64
store i32 %54, i32* %59
%65 = icmp sgt i32 %56, 1
br i1 %65, label %55, label %66
66: ; preds = %62, %55
%67 = add nuw nsw i32 %35, 2
%68 = icmp eq i32 %67, %1
br i1 %68, label %69, label %34
69: ; preds = %30, %66, %2
ret void
}