#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ merge(int *, int, int, int);
void sort(int *arr, int start, int end) {
  int total = end - start;
  int l_start = start;
  int r_start = (total % 2 == 0) ? (start + end) / 2 : (start + end + 1) / 2;
  int r_end = end;
  if (total < 2)
    return;
  else if (total == 2)
    merge(arr, l_start, r_start, r_end);
  else {
    if (r_start - l_start > 1)
      sort(arr, l_start, r_start);
    if (r_end - r_start > 1)
      sort(arr, r_start, r_end);
    merge(arr, l_start, r_start, r_end);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    116b <sort+0x4b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    117f <sort+0x5f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x14(%rbp)
jge    119a <sort+0x7a>
jmp    120e <sort+0xee>
cmpl   $0x2,-0x14(%rbp)
jne    11bb <sort+0x9b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
call   1040 <merge@plt>
jmp    1209 <sort+0xe9>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jle    11d9 <sort+0xb9>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <sort@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jle    11f7 <sort+0xd7>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
call   1030 <sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
call   1040 <merge@plt>
jmp    120e <sort+0xee>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%ebx
mov    %edx,%eax
sub    %esi,%eax
mov    %eax,%ecx
and    $0x1,%ecx
add    %r14d,%ecx
add    %ebx,%ecx
mov    %ecx,%ebp
shr    $0x1f,%ebp
add    %ecx,%ebp
sar    %ebp
cmp    $0x2,%eax
jge    1153 <sort+0x33>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %rdi,%r15
je     1184 <sort+0x64>
mov    %ebp,%eax
sub    %ebx,%eax
cmp    $0x2,%eax
jl     116d <sort+0x4d>
mov    %r15,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <sort@plt>
mov    %r14d,%eax
sub    %ebp,%eax
cmp    $0x2,%eax
jl     1184 <sort+0x64>
mov    %r15,%rdi
mov    %ebp,%esi
mov    %r14d,%edx
call   1030 <sort@plt>
mov    %r15,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %r14d,%ecx
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1040 <merge@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = sub nsw i32 %2, %1
%5 = and i32 %4, 1
%6 = add nsw i32 %2, %1
%7 = add nsw i32 %6, %5
%8 = sdiv i32 %7, 2
%9 = icmp slt i32 %4, 2
br i1 %9, label %22, label %10
10: ; preds = %3
%11 = icmp eq i32 %4, 2
br i1 %11, label %20, label %12
12: ; preds = %10
%13 = sub nsw i32 %8, %1
%14 = icmp sgt i32 %13, 1
br i1 %14, label %15, label %16
15: ; preds = %12
tail call void @sort(i32* %0, i32 %1, i32 %8)
br label %16
16: ; preds = %15, %12
%17 = sub nsw i32 %2, %8
%18 = icmp sgt i32 %17, 1
br i1 %18, label %19, label %20
19: ; preds = %16
tail call void @sort(i32* %0, i32 %8, i32 %2)
br label %20
20: ; preds = %16, %19, %10
%21 = tail call i32 @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %8, i32 %2)
br label %22
22: ; preds = %20, %3
ret void
}