#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);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, int);
void merge(int *A, int size, int midpoint) {
  int *X;
  int i, j, k;
  X = malloc(size * sizeof(int));
  memcpy(X, A, size * sizeof(int));
  i = 0;
  j = midpoint;
  k = 0;
  while ((i < midpoint) && (j < size)) {
    if (A[j] < X[i]) {
      A[k] = A[j];
      j++;
      k++;
    } else {
      A[k] = X[i];
      i++;
      k++;
    }
  }
  while (i < midpoint) {
    A[k] = X[i];
    i++;
    k++;
  }
  free(X);
}


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)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x25(%rbp)
jge    119d <merge+0x6d>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x25(%rbp)
mov    -0x25(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11ad <merge+0x7d>
jmp    1223 <merge+0xf3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11f6 <merge+0xc6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    121e <merge+0xee>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1180 <merge+0x50>
jmp    1228 <merge+0xf8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1261 <merge+0x131>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1228 <merge+0xf8>
mov    -0x18(%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(,%r13,4),%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %rax,%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
xor    %eax,%eax
mov    $0x0,%ecx
test   %r15d,%r15d
jle    11bc <merge+0x8c>
cmp    %r13d,%r15d
jge    11bc <merge+0x8c>
xor    %ecx,%ecx
mov    %r15d,%edx
xor    %eax,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %eax,%r8d
movslq %edx,%rax
mov    (%r12,%rax,4),%ebp
mov    %r8d,%eax
mov    (%r14,%rax,4),%edi
xor    %esi,%esi
xor    %eax,%eax
cmp    %edi,%ebp
setl   %bl
setge  %al
cmovl  %ebp,%edi
add    %r8d,%eax
mov    %edi,(%r12,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %r15d,%eax
jge    11ba <merge+0x8a>
mov    %bl,%sil
add    %esi,%edx
cmp    %r13d,%edx
jl     1180 <merge+0x50>
mov    %ecx,%ecx
cmp    %r15d,%eax
jge    11de <merge+0xae>
lea    (%r12,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    (%r14,%rcx,4),%rsi
not    %eax
add    %r15d,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
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
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 %12, 4
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = call i32* @malloc(i32 %14)
store i32* %15, i32** %7
%16 = load i32*, i32** %7
%17 = load i32*, i32** %4
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = mul i64 %19, 4
%21 = trunc i64 %20 to i32
%22 = call i32 @memcpy(i32* %16, i32* %17, i32 %21)
store i32 0, i32* %8
%23 = load i32, i32* %6
store i32 %23, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %24
24: ; preds = %74, %3
%25 = load i32, i32* %8
%26 = load i32, i32* %6
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %32
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %9
%30 = load i32, i32* %5
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br label %32
32: ; preds = %28, %24
%33 = phi i1 [ false, %24 ], [ %31, %28 ]
br i1 %33, label %34, label %75
34: ; preds = %32
%35 = load i32*, i32** %4
%36 = load i32, i32* %9
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32*, i32** %7
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp slt i32 %39, %44
br i1 %45, label %46, label %60
46: ; preds = %34
%47 = load i32*, i32** %4
%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** %4
%53 = load i32, i32* %10
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
store i32 %51, i32* %55
%56 = load i32, i32* %9
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %9
%58 = load i32, i32* %10
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %10
br label %74
60: ; preds = %34
%61 = load i32*, i32** %7
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = load i32*, i32** %4
%67 = load i32, i32* %10
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %68
store i32 %65, i32* %69
%70 = load i32, i32* %8
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %8
%72 = load i32, i32* %10
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %10
br label %74
74: ; preds = %60, %46
br label %24
75: ; preds = %32
br label %76
76: ; preds = %80, %75
%77 = load i32, i32* %8
%78 = load i32, i32* %6
%79 = icmp slt i32 %77, %78
br i1 %79, label %80, label %94
80: ; preds = %76
%81 = load i32*, i32** %7
%82 = load i32, i32* %8
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = load i32*, i32** %4
%87 = load i32, i32* %10
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %88
store i32 %85, i32* %89
%90 = load i32, i32* %8
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %8
%92 = load i32, i32* %10
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %10
br label %76
94: ; preds = %76
%95 = load i32*, i32** %7
%96 = call i32 @free(i32* %95)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = shl i32 %1, 2
%5 = tail call i32* @malloc(i32 %4)
%6 = tail call i32 @memcpy(i32* %5, i32* %0, i32 %4)
%7 = icmp sgt i32 %2, 0
%8 = icmp slt i32 %2, %1
%9 = and i1 %7, %8
br i1 %9, label %27, label %12
10: ; preds = %27
%11 = and i64 %45, 4294967295
br label %12
12: ; preds = %10, %3
%13 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %41, %10 ]
%14 = phi i64 [ 0, %3 ], [ %11, %10 ]
%15 = icmp slt i32 %13, %2
br i1 %15, label %16, label %49
16: ; preds = %12
%17 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %14
%18 = bitcast i32* %17 to i8*
%19 = sext i32 %13 to i64
%20 = getelementptr i32, i32* %5, i64 %19
%21 = bitcast i32* %20 to i8*
%22 = xor i32 %13, -1
%23 = add i32 %22, %2
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = shl nuw nsw i64 %24, 2
%26 = add nuw nsw i64 %25, 4
br label %49
27: ; preds = %3, %27
%28 = phi i64 [ %45, %27 ], [ 0, %3 ]
%29 = phi i32 [ %43, %27 ], [ %2, %3 ]
%30 = phi i32 [ %41, %27 ], [ 0, %3 ]
%31 = sext i32 %29 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = zext i32 %30 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = icmp slt i32 %33, %36
%38 = select i1 %37, i32 %33, i32 %36
%39 = xor i1 %37, true
%40 = zext i1 %39 to i32
%41 = add nuw nsw i32 %30, %40
%42 = zext i1 %37 to i32
%43 = add nsw i32 %29, %42
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
store i32 %38, i32* %44
%45 = add nuw i64 %28, 1
%46 = icmp slt i32 %41, %2
%47 = icmp slt i32 %43, %1
%48 = select i1 %46, i1 %47, i1 false
br i1 %48, label %27, label %10
49: ; preds = %16, %12
%50 = tail call i32 @free(i32* %5)
ret void
}