void mergeSort(int arr[], int low, int mid, int high) {
  int i, m, k, l, temp[high];
  l = low;
  i = low;
  m = mid + 1;
  while ((l <= mid) && (m <= high)) {
    if (arr[l] <= arr[m]) {
      temp[i] = arr[l];
      l++;
    } else {
      temp[i] = arr[m];
      m++;
    }
    i++;
  }
  if (l > mid) {
    for (k = m; k <= high; k++) {
      temp[i] = arr[k];
      i++;
    }
  } else {
    for (k = l; k <= mid; k++) {
      temp[i] = arr[k];
      i++;
    }
  }
  for (k = low; k <= high; k++) {
    arr[k] = temp[k];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x41(%rbp)
jg     116e <mergeSort+0x6e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x41(%rbp)
mov    -0x41(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    117e <mergeSort+0x7e>
jmp    11eb <mergeSort+0xeb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11be <mergeSort+0xbe>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11dd <mergeSort+0xdd>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1151 <mergeSort+0x51>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    123b <mergeSort+0x13b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1236 <mergeSort+0x136>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11fd <mergeSort+0xfd>
jmp    127f <mergeSort+0x17f>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     127a <mergeSort+0x17a>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1241 <mergeSort+0x141>
jmp    127f <mergeSort+0x17f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     12b5 <mergeSort+0x1b5>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1285 <mergeSort+0x185>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
mov    %ecx,%eax
mov    %rsp,%r12
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
lea    0x1(%rdx),%eax
cmp    %edx,%esi
jg     11c7 <mergeSort+0xb7>
cmp    %r14d,%edx
jge    11c7 <mergeSort+0xb7>
movslq %r15d,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%r10
mov    %r15d,%r8d
mov    %r15d,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ecx,%rcx
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%ebx
cltq
mov    0x0(%r13,%rax,4),%r9d
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %r9d,%ebx
setg   %sil
setle  %dil
cmovg  %r9d,%ebx
add    %edi,%ecx
add    %esi,%eax
mov    %ebx,(%r10)
add    $0x1,%r8d
cmp    %edx,%ecx
jg     119a <mergeSort+0x8a>
add    $0x4,%r10
cmp    %r14d,%eax
jle    1160 <mergeSort+0x50>
cmp    %edx,%ecx
jle    11d1 <mergeSort+0xc1>
cmp    %r14d,%eax
jg     11f5 <mergeSort+0xe5>
movslq %r8d,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %r14d,%ecx
sub    %eax,%ecx
lea    0x4(,%rcx,4),%rdx
jmp    11f0 <mergeSort+0xe0>
mov    %r15d,%ecx
mov    %r15d,%r8d
cmp    %edx,%ecx
jg     119e <mergeSort+0x8e>
movslq %r8d,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rdi
movslq %ecx,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %ecx,%edx
lea    0x4(,%rdx,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
sub    %r15d,%r14d
jl     1219 <mergeSort+0x109>
movslq %r15d,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mergeSort(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i8*
%14 = alloca i64
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%15 = load i32, i32* %8
%16 = zext i32 %15 to i64
%17 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %17, i8** %13
%18 = alloca i32, i64 %16
store i64 %16, i64* %14
%19 = load i32, i32* %6
store i32 %19, i32* %12
%20 = load i32, i32* %6
store i32 %20, i32* %9
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %10
br label %23
23: ; preds = %67, %4
%24 = load i32, i32* %12
%25 = load i32, i32* %7
%26 = icmp sle i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %31
27: ; preds = %23
%28 = load i32, i32* %10
%29 = load i32, i32* %8
%30 = icmp sle i32 %28, %29
br label %31
31: ; preds = %27, %23
%32 = phi i1 [ false, %23 ], [ %30, %27 ]
br i1 %32, label %33, label %70
33: ; preds = %31
%34 = load i32*, i32** %5
%35 = load i32, i32* %12
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = load i32*, i32** %5
%40 = load i32, i32* %10
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp sle i32 %38, %43
br i1 %44, label %45, label %56
45: ; preds = %33
%46 = load i32*, i32** %5
%47 = load i32, i32* %12
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32, i32* %9
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %52
store i32 %50, i32* %53
%54 = load i32, i32* %12
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %12
br label %67
56: ; preds = %33
%57 = load i32*, i32** %5
%58 = load i32, i32* %10
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = load i32, i32* %9
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %63
store i32 %61, i32* %64
%65 = load i32, i32* %10
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %10
br label %67
67: ; preds = %56, %45
%68 = load i32, i32* %9
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %9
br label %23
70: ; preds = %31
%71 = load i32, i32* %12
%72 = load i32, i32* %7
%73 = icmp sgt i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %95
74: ; preds = %70
%75 = load i32, i32* %10
store i32 %75, i32* %11
br label %76
76: ; preds = %91, %74
%77 = load i32, i32* %11
%78 = load i32, i32* %8
%79 = icmp sle i32 %77, %78
br i1 %79, label %80, label %94
80: ; preds = %76
%81 = load i32*, i32** %5
%82 = load i32, i32* %11
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = load i32, i32* %9
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %87
store i32 %85, i32* %88
%89 = load i32, i32* %9
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %9
br label %91
91: ; preds = %80
%92 = load i32, i32* %11
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %11
br label %76
94: ; preds = %76
br label %116
95: ; preds = %70
%96 = load i32, i32* %12
store i32 %96, i32* %11
br label %97
97: ; preds = %112, %95
%98 = load i32, i32* %11
%99 = load i32, i32* %7
%100 = icmp sle i32 %98, %99
br i1 %100, label %101, label %115
101: ; preds = %97
%102 = load i32*, i32** %5
%103 = load i32, i32* %11
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = load i32, i32* %9
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %108
store i32 %106, i32* %109
%110 = load i32, i32* %9
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %9
br label %112
112: ; preds = %101
%113 = load i32, i32* %11
%114 = add nsw i32 %113, 1
store i32 %114, i32* %11
br label %97
115: ; preds = %97
br label %116
116: ; preds = %115, %94
%117 = load i32, i32* %6
store i32 %117, i32* %11
br label %118
118: ; preds = %131, %116
%119 = load i32, i32* %11
%120 = load i32, i32* %8
%121 = icmp sle i32 %119, %120
br i1 %121, label %122, label %134
122: ; preds = %118
%123 = load i32, i32* %11
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %124
%126 = load i32, i32* %125
%127 = load i32*, i32** %5
%128 = load i32, i32* %11
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %127, i64 %129
store i32 %126, i32* %130
br label %131
131: ; preds = %122
%132 = load i32, i32* %11
%133 = add nsw i32 %132, 1
store i32 %133, i32* %11
br label %118
134: ; preds = %118
%135 = load i8*, i8** %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergeSort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = zext i32 %3 to i64
%6 = alloca i32, i64 %5
%7 = add nsw i32 %2, 1
%8 = icmp sle i32 %1, %2
%9 = icmp slt i32 %2, %3
%10 = and i1 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %37
11: ; preds = %4
%12 = sext i32 %1 to i64
br label %13
13: ; preds = %11, %13
%14 = phi i64 [ %12, %11 ], [ %31, %13 ]
%15 = phi i32 [ %7, %11 ], [ %29, %13 ]
%16 = phi i32 [ %1, %11 ], [ %27, %13 ]
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = sext i32 %15 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp sgt i32 %19, %22
%24 = select i1 %23, i32 %22, i32 %19
%25 = xor i1 %23, true
%26 = zext i1 %25 to i32
%27 = add nsw i32 %16, %26
%28 = zext i1 %23 to i32
%29 = add nsw i32 %15, %28
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %14
store i32 %24, i32* %30
%31 = add i64 %14, 1
%32 = icmp sle i32 %27, %2
%33 = icmp sle i32 %29, %3
%34 = select i1 %32, i1 %33, i1 false
br i1 %34, label %13, label %35
35: ; preds = %13
%36 = trunc i64 %31 to i32
br label %37
37: ; preds = %35, %4
%38 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %27, %35 ]
%39 = phi i32 [ %7, %4 ], [ %29, %35 ]
%40 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %36, %35 ]
%41 = icmp sgt i32 %38, %2
br i1 %41, label %53, label %42
42: ; preds = %37
%43 = sext i32 %40 to i64
%44 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %43
%45 = bitcast i32* %44 to i8*
%46 = sext i32 %38 to i64
%47 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %46
%48 = bitcast i32* %47 to i8*
%49 = sub i32 %2, %38
%50 = zext i32 %49 to i64
%51 = shl nuw nsw i64 %50, 2
%52 = add nuw nsw i64 %51, 4
br label %66
53: ; preds = %37
%54 = icmp sgt i32 %39, %3
br i1 %54, label %66, label %55
55: ; preds = %53
%56 = sext i32 %40 to i64
%57 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %56
%58 = bitcast i32* %57 to i8*
%59 = sext i32 %39 to i64
%60 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %59
%61 = bitcast i32* %60 to i8*
%62 = sub i32 %3, %39
%63 = zext i32 %62 to i64
%64 = shl nuw nsw i64 %63, 2
%65 = add nuw nsw i64 %64, 4
br label %66
66: ; preds = %42, %55, %53
%67 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %67, label %78, label %68
68: ; preds = %66
%69 = sext i32 %1 to i64
%70 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %69
%71 = bitcast i32* %70 to i8*
%72 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %69
%73 = bitcast i32* %72 to i8*
%74 = sub i32 %3, %1
%75 = zext i32 %74 to i64
%76 = shl nuw nsw i64 %75, 2
%77 = add nuw nsw i64 %76, 4
br label %78
78: ; preds = %68, %66
ret void
}