void merge(unsigned int *a, unsigned int *b, unsigned int *result,
           unsigned int block_words) {
  int ai, bi, i;
  ai = bi = 0;
  for (i = 0; i < block_words; i++) {
    if (ai >= block_words)
      result[i] = b[bi++];
    else if (bi >= block_words)
      result[i] = a[ai++];
    else {
      if (a[ai] < b[bi])
        result[i] = a[ai++];
      else
        result[i] = b[bi++];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jae    1214 <merge+0x114>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jb     1165 <merge+0x65>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1201 <merge+0x101>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jb     1196 <merge+0x96>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11fc <merge+0xfc>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jae    11d7 <merge+0xd7>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11f7 <merge+0xf7>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11fc <merge+0xfc>
jmp    1201 <merge+0x101>
jmp    1206 <merge+0x106>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1128 <merge+0x28>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbx
test   %ecx,%ecx
je     1173 <merge+0x73>
mov    %ecx,%r8d
xor    %eax,%eax
xor    %r9d,%r9d
xor    %r10d,%r10d
jmp    1138 <merge+0x38>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq %r9d,%rbx
add    $0x1,%r9d
mov    (%rsi,%rbx,4),%r11d
mov    %r11d,(%rdx,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r8
je     1173 <merge+0x73>
cmp    %ecx,%r10d
jae    1120 <merge+0x20>
movslq %r10d,%rbx
cmp    %ecx,%r9d
jae    1160 <merge+0x60>
mov    (%rdi,%rbx,4),%r11d
movslq %r9d,%rbx
mov    (%rsi,%rbx,4),%ebx
cmp    %ebx,%r11d
jae    116a <merge+0x6a>
add    $0x1,%r10d
jmp    112b <merge+0x2b>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r10d
mov    (%rdi,%rbx,4),%r11d
jmp    112b <merge+0x2b>
add    $0x1,%r9d
mov    %ebx,%r11d
jmp    112b <merge+0x2b>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @merge(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
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %11
br label %12
12: ; preds = %83, %4
%13 = load i32, i32* %11
%14 = load i32, i32* %8
%15 = icmp ult i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %86
16: ; preds = %12
%17 = load i32, i32* %9
%18 = load i32, i32* %8
%19 = icmp uge i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %31
20: ; preds = %16
%21 = load i32*, i32** %6
%22 = load i32, i32* %10
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %10
%24 = sext i32 %22 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32*, i32** %7
%28 = load i32, i32* %11
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
store i32 %26, i32* %30
br label %82
31: ; preds = %16
%32 = load i32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %8
%34 = icmp uge i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %46
35: ; preds = %31
%36 = load i32*, i32** %5
%37 = load i32, i32* %9
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %9
%39 = sext i32 %37 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = load i32*, i32** %7
%43 = load i32, i32* %11
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
store i32 %41, i32* %45
br label %81
46: ; preds = %31
%47 = load i32*, i32** %5
%48 = load i32, i32* %9
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = load i32*, i32** %6
%53 = load i32, i32* %10
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp ult i32 %51, %56
br i1 %57, label %58, label %69
58: ; preds = %46
%59 = load i32*, i32** %5
%60 = load i32, i32* %9
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %9
%62 = sext i32 %60 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = load i32*, i32** %7
%66 = load i32, i32* %11
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
store i32 %64, i32* %68
br label %80
69: ; preds = %46
%70 = load i32*, i32** %6
%71 = load i32, i32* %10
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %10
%73 = sext i32 %71 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = load i32*, i32** %7
%77 = load i32, i32* %11
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
store i32 %75, i32* %79
br label %80
80: ; preds = %69, %58
br label %81
81: ; preds = %80, %35
br label %82
82: ; preds = %81, %20
br label %83
83: ; preds = %82
%84 = load i32, i32* %11
%85 = add nsw i32 %84, 1
store i32 %85, i32* %11
br label %12
86: ; preds = %12
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture writeonly %2, i32 %3) {
%5 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %5, label %44, label %6
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %3 to i64
br label %8
8: ; preds = %6, %37
%9 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %42, %37 ]
%10 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %40, %37 ]
%11 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %39, %37 ]
%12 = icmp ult i32 %11, %3
br i1 %12, label %18, label %13
13: ; preds = %8
%14 = add nsw i32 %10, 1
%15 = sext i32 %10 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
br label %37
18: ; preds = %8
%19 = icmp ult i32 %10, %3
br i1 %19, label %25, label %20
20: ; preds = %18
%21 = add nuw nsw i32 %11, 1
%22 = sext i32 %11 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
br label %37
25: ; preds = %18
%26 = sext i32 %11 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %10 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp ult i32 %28, %31
br i1 %32, label %33, label %35
33: ; preds = %25
%34 = add nuw nsw i32 %11, 1
br label %37
35: ; preds = %25
%36 = add nuw nsw i32 %10, 1
br label %37
37: ; preds = %13, %33, %35, %20
%38 = phi i32 [ %17, %13 ], [ %28, %33 ], [ %31, %35 ], [ %24, %20 ]
%39 = phi i32 [ %11, %13 ], [ %34, %33 ], [ %11, %35 ], [ %21, %20 ]
%40 = phi i32 [ %14, %13 ], [ %10, %33 ], [ %36, %35 ], [ %10, %20 ]
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %9
store i32 %38, i32* %41
%42 = add nuw nsw i64 %9, 1
%43 = icmp eq i64 %42, %7
br i1 %43, label %44, label %8
44: ; preds = %37, %4
ret void
}