#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*/ free(int *);
int *malloc(int);
void merge(int array[], int midpoint, int arrayLen) {
  int li = 0;
  int ri = 0;
  int di = 0;
  int mergei = 0;
  int *newArray = malloc(arrayLen * sizeof(int));
  while ((li < midpoint) && (midpoint + ri < arrayLen)) {
    if (array[li] < array[midpoint + ri]) {
      newArray[di] = array[li];
      li++;
    } else {
      newArray[di] = array[midpoint + ri];
      ri++;
    }
    di++;
  }
  while (li < midpoint) {
    newArray[di] = array[li];
    li++;
    di++;
  }
  while (midpoint + ri < arrayLen) {
    newArray[di] = array[midpoint + ri];
    ri++;
    di++;
  }
  for (mergei = 0; mergei < arrayLen; mergei++) {
    array[mergei] = newArray[mergei];
  }
  free(newArray);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x29(%rbp)
jge    1181 <merge+0x61>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x29(%rbp)
mov    -0x29(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1191 <merge+0x71>
jmp    1208 <merge+0xe8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0xc(%rbp),%edx
add    -0x18(%rbp),%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11d6 <merge+0xb6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11fa <merge+0xda>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1161 <merge+0x41>
jmp    120d <merge+0xed>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1246 <merge+0x126>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    120d <merge+0xed>
jmp    124b <merge+0x12b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    128c <merge+0x16c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    124b <merge+0x12b>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    12c3 <merge+0x1a3>
mov    -0x28(%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    1293 <merge+0x173>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%r13d
mov    %rdi,%r12
lea    0x0(,%r15,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
test   %r13d,%r13d
jle    11a2 <merge+0x72>
xor    %ebp,%ebp
xor    %eax,%eax
xor    %ebx,%ebx
nop
lea    (%rbx,%r13,1),%ecx
cmp    %r15d,%ecx
jge    1198 <merge+0x68>
mov    %eax,%edx
mov    (%r12,%rdx,4),%edx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%r12,%rcx,4),%ecx
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %ecx,%edx
setl   %sil
setge  %dil
cmovl  %edx,%ecx
add    %edi,%ebx
add    %esi,%eax
mov    %ecx,(%r14,%rbp,4)
add    $0x1,%rbp
cmp    %r13d,%eax
jl     1160 <merge+0x30>
cmp    %r13d,%eax
jl     11b1 <merge+0x81>
jmp    1290 <merge+0x160>
xor    %ebx,%ebx
xor    %ebp,%ebp
xor    %eax,%eax
cmp    %r13d,%eax
jge    1290 <merge+0x160>
mov    %ebp,%ebp
mov    %r14,(%rsp)
lea    (%r14,%rbp,4),%rdi
movslq %eax,%r14
lea    (%r12,%r14,4),%rsi
not    %eax
add    %r13d,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
movslq %r13d,%rax
mov    %rax,%rcx
sub    %r14,%rcx
cmp    $0x4,%rcx
jb     1278 <merge+0x148>
mov    %rcx,%rdx
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
movd   %ebp,%xmm0
lea    -0x4(%rdx),%rbp
mov    %rbp,%rdi
shr    $0x2,%rdi
add    $0x1,%rdi
mov    %edi,%esi
and    $0x7,%esi
cmp    $0x1c,%rbp
jae    1212 <merge+0xe2>
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    123e <merge+0x10e>
and    $0xfffffffffffffff8,%rdi
pxor   %xmm1,%xmm1
movdqa 0xdde(%rip),%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
paddq  %xmm2,%xmm0
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0xfffffffffffffff8,%rdi
jne    1230 <merge+0x100>
test   %rsi,%rsi
je     125e <merge+0x12e>
pcmpeqd %xmm2,%xmm2
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
psubq  %xmm2,%xmm0
psubq  %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
jne    1250 <merge+0x120>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%rbp
cmp    %rdx,%rcx
je     128c <merge+0x15c>
add    %rdx,%r14
sub    %rax,%r14
xor    %eax,%eax
nopl   (%rax)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cmp    %rax,%r14
jne    1280 <merge+0x150>
sub    %rax,%rbp
mov    (%rsp),%r14
lea    (%rbx,%r13,1),%eax
cmp    %r15d,%eax
jge    12ba <merge+0x18a>
mov    %ebp,%ecx
lea    (%r14,%rcx,4),%rdi
cltq
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
not    %ebx
add    %r15d,%ebx
sub    %r13d,%ebx
lea    0x4(,%rbx,4),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
test   %r15d,%r15d
jle    12d1 <merge+0x1a1>
mov    %r15d,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    %r12,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r14,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = bitcast i32* %0 to i8*
%5 = shl i32 %2, 2
%6 = tail call i32* @malloc(i32 %5)
%7 = bitcast i32* %6 to i8*
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %37
9: ; preds = %3, %15
%10 = phi i64 [ %30, %15 ], [ 0, %3 ]
%11 = phi i32 [ %28, %15 ], [ 0, %3 ]
%12 = phi i32 [ %26, %15 ], [ 0, %3 ]
%13 = add nsw i32 %12, %1
%14 = icmp slt i32 %13, %2
br i1 %14, label %15, label %32
15: ; preds = %9
%16 = zext i32 %11 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = sext i32 %13 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp slt i32 %18, %21
%23 = select i1 %22, i32 %18, i32 %21
%24 = xor i1 %22, true
%25 = zext i1 %24 to i32
%26 = add nuw nsw i32 %12, %25
%27 = zext i1 %22 to i32
%28 = add nuw nsw i32 %11, %27
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %10
store i32 %23, i32* %29
%30 = add nuw i64 %10, 1
%31 = icmp slt i32 %28, %1
br i1 %31, label %9, label %32
32: ; preds = %15, %9
%33 = phi i32 [ %12, %9 ], [ %26, %15 ]
%34 = phi i64 [ %10, %9 ], [ %30, %15 ]
%35 = phi i32 [ %11, %9 ], [ %28, %15 ]
%36 = trunc i64 %34 to i32
br label %37
37: ; preds = %32, %3
%38 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %33, %32 ]
%39 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %36, %32 ]
%40 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %35, %32 ]
%41 = icmp slt i32 %40, %1
br i1 %41, label %42, label %102
42: ; preds = %37
%43 = zext i32 %39 to i64
%44 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %43
%45 = bitcast i32* %44 to i8*
%46 = sext i32 %40 to i64
%47 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %46
%48 = bitcast i32* %47 to i8*
%49 = xor i32 %40, -1
%50 = add i32 %49, %1
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = shl nuw nsw i64 %51, 2
%53 = add nuw nsw i64 %52, 4
%54 = sext i32 %1 to i64
%55 = sub nsw i64 %54, %46
%56 = icmp ult i64 %55, 4
br i1 %56, label %96, label %57
57: ; preds = %42
%58 = and i64 %55, -4
%59 = add nsw i64 %58, %46
%60 = insertelement <2 x i64> <i64 poison, i64 0>, i64 %43, i64 0
%61 = add nsw i64 %58, -4
%62 = lshr exact i64 %61, 2
%63 = add nuw nsw i64 %62, 1
%64 = and i64 %63, 7
%65 = icmp ult i64 %61, 28
br i1 %65, label %76, label %66
66: ; preds = %57
%67 = and i64 %63, 9223372036854775800
br label %68
68: ; preds = %68, %66
%69 = phi <2 x i64> [ %60, %66 ], [ %72, %68 ]
%70 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %66 ], [ %73, %68 ]
%71 = phi i64 [ 0, %66 ], [ %74, %68 ]
%72 = add <2 x i64> %69, <i64 8, i64 8>
%73 = add <2 x i64> %70, <i64 8, i64 8>
%74 = add i64 %71, 8
%75 = icmp eq i64 %74, %67
br i1 %75, label %76, label %68
76: ; preds = %68, %57
%77 = phi <2 x i64> [ undef, %57 ], [ %72, %68 ]
%78 = phi <2 x i64> [ undef, %57 ], [ %73, %68 ]
%79 = phi <2 x i64> [ %60, %57 ], [ %72, %68 ]
%80 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %57 ], [ %73, %68 ]
%81 = icmp eq i64 %64, 0
br i1 %81, label %90, label %82
82: ; preds = %76, %82
%83 = phi <2 x i64> [ %86, %82 ], [ %79, %76 ]
%84 = phi <2 x i64> [ %87, %82 ], [ %80, %76 ]
%85 = phi i64 [ %88, %82 ], [ 0, %76 ]
%86 = add <2 x i64> %83, <i64 1, i64 1>
%87 = add <2 x i64> %84, <i64 1, i64 1>
%88 = add i64 %85, 1
%89 = icmp eq i64 %88, %64
br i1 %89, label %90, label %82
90: ; preds = %82, %76
%91 = phi <2 x i64> [ %77, %76 ], [ %86, %82 ]
%92 = phi <2 x i64> [ %78, %76 ], [ %87, %82 ]
%93 = add <2 x i64> %92, %91
%94 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %93)
%95 = icmp eq i64 %55, %58
br i1 %95, label %99, label %96
96: ; preds = %42, %90
%97 = phi i64 [ %43, %42 ], [ %94, %90 ]
%98 = phi i64 [ %46, %42 ], [ %59, %90 ]
br label %119
99: ; preds = %119, %90
%100 = phi i64 [ %94, %90 ], [ %123, %119 ]
%101 = trunc i64 %100 to i32
br label %102
102: ; preds = %99, %37
%103 = phi i32 [ %39, %37 ], [ %101, %99 ]
%104 = add i32 %38, %1
%105 = icmp slt i32 %104, %2
br i1 %105, label %106, label %125
106: ; preds = %102
%107 = zext i32 %103 to i64
%108 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %107
%109 = bitcast i32* %108 to i8*
%110 = sext i32 %104 to i64
%111 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %110
%112 = bitcast i32* %111 to i8*
%113 = xor i32 %38, -1
%114 = add i32 %113, %2
%115 = sub i32 %114, %1
%116 = zext i32 %115 to i64
%117 = shl nuw nsw i64 %116, 2
%118 = add nuw nsw i64 %117, 4
br label %125
119: ; preds = %96, %119
%120 = phi i64 [ %123, %119 ], [ %97, %96 ]
%121 = phi i64 [ %122, %119 ], [ %98, %96 ]
%122 = add nsw i64 %121, 1
%123 = add nuw nsw i64 %120, 1
%124 = icmp eq i64 %122, %54
br i1 %124, label %99, label %119
125: ; preds = %106, %102
%126 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %126, label %127, label %130
127: ; preds = %125
%128 = zext i32 %2 to i64
%129 = shl nuw nsw i64 %128, 2
br label %130
130: ; preds = %127, %125
%131 = tail call i32 @free(i32* %6)
ret void
}