#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 *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, int);
int merge(int *block, int size, int step) {
  int *buffer = (int *)malloc(sizeof(int) * size);
  int *src = block;
  int *dest = buffer;
  int *tmp;
  int iter_step = step;
  while (iter_step < size) {
    for (int i = 0; i * iter_step < size; i += 2) {
      int first_begin = (((iter_step * i) < (size)) ? (iter_step * i) : (size));
      int first_end =
          (((iter_step * (i + 1)) < (size)) ? (iter_step * (i + 1)) : (size));
      int second_begin =
          (((iter_step * (i + 1)) < (size)) ? (iter_step * (i + 1)) : (size));
      int second_end =
          (((iter_step * (i + 2)) < (size)) ? (iter_step * (i + 2)) : (size));
      int it1 = first_begin, it2 = second_begin;
      int counter = first_begin;
      while (it1 < first_end && it2 < second_end) {
        if (src[it1] < src[it2]) {
          dest[counter] = src[it1];
          it1++;
          counter++;
        } else {
          dest[counter] = src[it2];
          it2++;
          counter++;
        }
      }
      while (it1 < first_end) {
        dest[counter] = src[it1];
        it1++;
        counter++;
      }
      while (it2 < second_end) {
        dest[counter] = src[it2];
        it2++;
        counter++;
      }
    }
    tmp = src, src = dest, dest = tmp;
    iter_step *= 2;
  }
  if (src != block)
    memcpy(block, src, sizeof(int) * size);
  free(buffer);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%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    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    13c2 <merge+0x292>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
imul   -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    139c <merge+0x26c>
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11ad <merge+0x7d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
jmp    11b3 <merge+0x83>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e2 <merge+0xb2>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
jmp    11e8 <merge+0xb8>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    -0x5c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1217 <merge+0xe7>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x60(%rbp)
jmp    121d <merge+0xed>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x60(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
imul   %ecx,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    124c <merge+0x11c>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
jmp    1252 <merge+0x122>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x64(%rbp)
mov    -0x64(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x40(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x65(%rbp)
jge    1287 <merge+0x157>
mov    -0x50(%rbp),%eax
cmp    -0x48(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x65(%rbp)
mov    -0x65(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1297 <merge+0x167>
jmp    130d <merge+0x1dd>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x50(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    12e0 <merge+0x1b0>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    1308 <merge+0x1d8>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x50(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    126a <merge+0x13a>
jmp    1312 <merge+0x1e2>
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x40(%rbp),%eax
jge    134b <merge+0x21b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    1312 <merge+0x1e2>
jmp    1350 <merge+0x220>
mov    -0x50(%rbp),%eax
cmp    -0x48(%rbp),%eax
jge    1389 <merge+0x259>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x50(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    1350 <merge+0x220>
jmp    138e <merge+0x25e>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    117e <merge+0x4e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    116b <merge+0x3b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
je     13e7 <merge+0x2b7>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x70,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x58,%rsp
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r15
lea    0x0(,%r14,4),%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbp
cmp    %r14d,%r12d
jge    157e <merge+0x44e>
mov    %ebx,0x8(%rsp)
mov    %r15,0x38(%rsp)
mov    %rbp,0x40(%rsp)
mov    %rbp,%rsi
jmp    118f <merge+0x5f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %r13,%r15
mov    %eax,%r12d
cmp    %r14d,%eax
jge    1563 <merge+0x433>
mov    %rsi,%r13
mov    %r15,%rsi
lea    (%r12,%r12,1),%eax
test   %r14d,%r14d
jle    1180 <merge+0x50>
lea    0x30(%rsi),%rcx
mov    %rcx,0x30(%rsp)
lea    0x30(%r13),%rcx
mov    %rcx,0x28(%rsp)
xor    %ebp,%ebp
mov    %eax,%ecx
mov    %r12d,%edx
xor    %edi,%edi
mov    %rax,0x50(%rsp)
jmp    11de <merge+0xae>
mov    0x50(%rsp),%rax
mov    0x20(%rsp),%edx
add    %eax,%edx
mov    0x24(%rsp),%ecx
add    %eax,%ecx
mov    0x18(%rsp),%ebp
cmp    %r14d,%ebp
mov    0x1c(%rsp),%edi
jge    1180 <merge+0x50>
cmp    %ecx,%r14d
mov    %ecx,%r8d
cmovl  %r14d,%r8d
mov    %ebp,%r15d
cmp    %edx,%r14d
mov    %edx,%ebx
cmovl  %r14d,%ebx
lea    (%r12,%r15,1),%r10d
cmp    %r10d,%r14d
cmovl  %r14d,%r10d
lea    (%rax,%r15,1),%ebp
cmp    %ebp,%r14d
mov    %ebp,%eax
cmovl  %r14d,%eax
mov    %edi,%r11d
or     $0x1,%r11d
imul   %r12d,%r11d
cmp    %r14d,%r11d
cmovge %r14d,%r11d
add    $0x2,%edi
mov    %edi,%r9d
imul   %r12d,%r9d
cmp    %r14d,%r9d
cmovge %r14d,%r9d
cmp    %r11d,%r15d
mov    %ecx,0x24(%rsp)
mov    %edx,0x20(%rsp)
mov    %edi,0x1c(%rsp)
mov    %ebp,0x18(%rsp)
mov    %r8d,0x10(%rsp)
mov    %eax,0x14(%rsp)
mov    %ebx,0xc(%rsp)
jge    12b0 <merge+0x180>
cmp    %r9d,%r11d
jge    12b0 <merge+0x180>
movslq %r15d,%rdx
lea    0x0(,%rdx,4),%rdi
add    %r13,%rdi
mov    %r11d,%r8d
mov    %r15d,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rsi,%rdx,4),%ebp
movslq %r8d,%r8
mov    (%rsi,%r8,4),%ebx
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    %ebx,%ebp
setge  %cl
setl   %al
cmovl  %ebp,%ebx
add    %eax,%edx
add    %ecx,%r8d
mov    %ebx,(%rdi)
add    $0x1,%r15d
cmp    %r11d,%edx
jge    12b6 <merge+0x186>
add    $0x4,%rdi
cmp    %r9d,%r8d
jl     1270 <merge+0x140>
jmp    12b6 <merge+0x186>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r15d,%edx
mov    %r11d,%r8d
cmp    %r11d,%edx
jge    1406 <merge+0x2d6>
mov    %r12,%rax
movslq %r10d,%rcx
movslq %r15d,%r15
movslq %edx,%r10
mov    %rcx,%r12
sub    %r10,%r12
cmp    $0x8,%r12
jb     13e0 <merge+0x2b0>
lea    (%rsi,%rcx,4),%rdx
lea    0x0(,%r15,4),%rdi
add    %r13,%rdi
cmp    %rdx,%rdi
jae    130d <merge+0x1dd>
add    %r15,%rcx
sub    %r10,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rcx
add    %r13,%rcx
lea    (%rsi,%r10,4),%rdx
cmp    %rcx,%rdx
jb     13e0 <merge+0x2b0>
mov    %r12,%rbx
and    $0xfffffffffffffff8,%rbx
lea    -0x8(%rbx),%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,0x48(%rsp)
test   %rcx,%rcx
je     1547 <merge+0x417>
movslq 0xc(%rsp),%rdi
mov    0x30(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%r10,4),%rdx
mov    0x28(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%r15,4),%rcx
sub    %r10,%rdi
and    $0xfffffffffffffff8,%rdi
add    $0xfffffffffffffff8,%rdi
shr    $0x3,%rdi
add    $0x1,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movups -0x30(%rdx,%rbp,4),%xmm0
movups -0x20(%rdx,%rbp,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x30(%rcx,%rbp,4)
movups %xmm1,-0x20(%rcx,%rbp,4)
movups -0x10(%rdx,%rbp,4),%xmm0
movups (%rdx,%rbp,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rcx,%rbp,4)
movups %xmm1,(%rcx,%rbp,4)
add    $0x10,%rbp
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1370 <merge+0x240>
testb  $0x1,0x48(%rsp)
je     13c3 <merge+0x293>
lea    (%r10,%rbp,1),%rcx
add    %r15,%rbp
movups (%rsi,%rcx,4),%xmm0
movups 0x10(%rsi,%rcx,4),%xmm1
movups %xmm0,0x0(%r13,%rbp,4)
movups %xmm1,0x10(%r13,%rbp,4)
add    %rbx,%r15
cmp    %rbx,%r12
jne    13d0 <merge+0x2a0>
mov    %rax,%r12
jmp    1406 <merge+0x2d6>
add    %rbx,%r10
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %rax,%r12
movslq %r11d,%rcx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rsi,%r10,4),%eax
mov    %eax,0x0(%r13,%r15,4)
add    $0x1,%r10
add    $0x1,%r15
cmp    %rcx,%r10
jl     13f0 <merge+0x2c0>
cmp    %r9d,%r8d
jge    11c0 <merge+0x90>
movslq 0x14(%rsp),%rdx
movslq %r15d,%r10
movslq %r8d,%rcx
mov    %rdx,%r15
sub    %rcx,%r15
cmp    $0x8,%r15
jb     1520 <merge+0x3f0>
lea    (%rsi,%rdx,4),%rax
lea    0x0(,%r10,4),%rdi
add    %r13,%rdi
cmp    %rax,%rdi
jae    145c <merge+0x32c>
add    %r10,%rdx
sub    %rcx,%rdx
lea    0x0(,%rdx,4),%rax
add    %r13,%rax
lea    (%rsi,%rcx,4),%rdx
cmp    %rax,%rdx
jb     1520 <merge+0x3f0>
mov    %r15,%r8
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
lea    -0x8(%r8),%rax
mov    %rax,%r11
shr    $0x3,%r11
add    $0x1,%r11
test   %rax,%rax
je     1559 <merge+0x429>
movslq 0x10(%rsp),%rdx
mov    0x30(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rcx,4),%rdi
mov    0x28(%rsp),%rax
lea    (%rax,%r10,4),%rbp
sub    %rcx,%rdx
and    $0xfffffffffffffff8,%rdx
add    $0xfffffffffffffff8,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movups -0x30(%rdi,%rbx,4),%xmm0
movups -0x20(%rdi,%rbx,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x30(%rbp,%rbx,4)
movups %xmm1,-0x20(%rbp,%rbx,4)
movups -0x10(%rdi,%rbx,4),%xmm0
movups (%rdi,%rbx,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rbp,%rbx,4)
movups %xmm1,0x0(%rbp,%rbx,4)
add    $0x10,%rbx
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
jne    14b0 <merge+0x380>
test   $0x1,%r11b
je     1503 <merge+0x3d3>
lea    (%rbx,%rcx,1),%rax
add    %r10,%rbx
movups (%rsi,%rax,4),%xmm0
movups 0x10(%rsi,%rax,4),%xmm1
movups %xmm0,0x0(%r13,%rbx,4)
movups %xmm1,0x10(%r13,%rbx,4)
cmp    %r8,%r15
je     11c0 <merge+0x90>
add    %r8,%rcx
add    %r8,%r10
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq %r9d,%rdx
lea    0x0(,%r10,4),%rdi
add    %r13,%rdi
xchg   %ax,%ax
mov    (%rsi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,(%rdi)
add    $0x1,%rcx
add    $0x4,%rdi
cmp    %rdx,%rcx
jl     1530 <merge+0x400>
jmp    11c0 <merge+0x90>
xor    %ebp,%ebp
testb  $0x1,0x48(%rsp)
jne    13a7 <merge+0x277>
jmp    13c3 <merge+0x293>
xor    %ebx,%ebx
test   $0x1,%r11b
jne    14e7 <merge+0x3b7>
jmp    1503 <merge+0x3d3>
mov    0x38(%rsp),%rdi
cmp    %rdi,%r13
mov    0x8(%rsp),%edx
mov    0x40(%rsp),%rbp
je     157e <merge+0x44e>
mov    %r13,%rsi
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %rbp,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x58,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @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
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%20 = load i32, i32* %5
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = mul i64 4, %21
%23 = trunc i64 %22 to i32
%24 = call i64 @malloc(i32 %23)
%25 = inttoptr i64 %24 to i32*
store i32* %25, i32** %7
%26 = load i32*, i32** %4
store i32* %26, i32** %8
%27 = load i32*, i32** %7
store i32* %27, i32** %9
%28 = load i32, i32* %6
store i32 %28, i32* %11
br label %29
29: ; preds = %195, %3
%30 = load i32, i32* %11
%31 = load i32, i32* %5
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %201
33: ; preds = %29
store i32 0, i32* %12
br label %34
34: ; preds = %192, %33
%35 = load i32, i32* %12
%36 = load i32, i32* %11
%37 = mul nsw i32 %35, %36
%38 = load i32, i32* %5
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %195
40: ; preds = %34
%41 = load i32, i32* %11
%42 = load i32, i32* %12
%43 = mul nsw i32 %41, %42
%44 = load i32, i32* %5
%45 = icmp slt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %50
46: ; preds = %40
%47 = load i32, i32* %11
%48 = load i32, i32* %12
%49 = mul nsw i32 %47, %48
br label %52
50: ; preds = %40
%51 = load i32, i32* %5
br label %52
52: ; preds = %50, %46
%53 = phi i32 [ %49, %46 ], [ %51, %50 ]
store i32 %53, i32* %13
%54 = load i32, i32* %11
%55 = load i32, i32* %12
%56 = add nsw i32 %55, 1
%57 = mul nsw i32 %54, %56
%58 = load i32, i32* %5
%59 = icmp slt i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %65
60: ; preds = %52
%61 = load i32, i32* %11
%62 = load i32, i32* %12
%63 = add nsw i32 %62, 1
%64 = mul nsw i32 %61, %63
br label %67
65: ; preds = %52
%66 = load i32, i32* %5
br label %67
67: ; preds = %65, %60
%68 = phi i32 [ %64, %60 ], [ %66, %65 ]
store i32 %68, i32* %14
%69 = load i32, i32* %11
%70 = load i32, i32* %12
%71 = add nsw i32 %70, 1
%72 = mul nsw i32 %69, %71
%73 = load i32, i32* %5
%74 = icmp slt i32 %72, %73
br i1 %74, label %75, label %80
75: ; preds = %67
%76 = load i32, i32* %11
%77 = load i32, i32* %12
%78 = add nsw i32 %77, 1
%79 = mul nsw i32 %76, %78
br label %82
80: ; preds = %67
%81 = load i32, i32* %5
br label %82
82: ; preds = %80, %75
%83 = phi i32 [ %79, %75 ], [ %81, %80 ]
store i32 %83, i32* %15
%84 = load i32, i32* %11
%85 = load i32, i32* %12
%86 = add nsw i32 %85, 2
%87 = mul nsw i32 %84, %86
%88 = load i32, i32* %5
%89 = icmp slt i32 %87, %88
br i1 %89, label %90, label %95
90: ; preds = %82
%91 = load i32, i32* %11
%92 = load i32, i32* %12
%93 = add nsw i32 %92, 2
%94 = mul nsw i32 %91, %93
br label %97
95: ; preds = %82
%96 = load i32, i32* %5
br label %97
97: ; preds = %95, %90
%98 = phi i32 [ %94, %90 ], [ %96, %95 ]
store i32 %98, i32* %16
%99 = load i32, i32* %13
store i32 %99, i32* %17
%100 = load i32, i32* %15
store i32 %100, i32* %18
%101 = load i32, i32* %13
store i32 %101, i32* %19
br label %102
102: ; preds = %152, %97
%103 = load i32, i32* %17
%104 = load i32, i32* %14
%105 = icmp slt i32 %103, %104
br i1 %105, label %106, label %110
106: ; preds = %102
%107 = load i32, i32* %18
%108 = load i32, i32* %16
%109 = icmp slt i32 %107, %108
br label %110
110: ; preds = %106, %102
%111 = phi i1 [ false, %102 ], [ %109, %106 ]
br i1 %111, label %112, label %153
112: ; preds = %110
%113 = load i32*, i32** %8
%114 = load i32, i32* %17
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %113, i64 %115
%117 = load i32, i32* %116
%118 = load i32*, i32** %8
%119 = load i32, i32* %18
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %120
%122 = load i32, i32* %121
%123 = icmp slt i32 %117, %122
br i1 %123, label %124, label %138
124: ; preds = %112
%125 = load i32*, i32** %8
%126 = load i32, i32* %17
%127 = sext i32 %126 to i64
%128 = getelementptr inbounds i32, i32* %125, i64 %127
%129 = load i32, i32* %128
%130 = load i32*, i32** %9
%131 = load i32, i32* %19
%132 = sext i32 %131 to i64
%133 = getelementptr inbounds i32, i32* %130, i64 %132
store i32 %129, i32* %133
%134 = load i32, i32* %17
%135 = add nsw i32 %134, 1
store i32 %135, i32* %17
%136 = load i32, i32* %19
%137 = add nsw i32 %136, 1
store i32 %137, i32* %19
br label %152
138: ; preds = %112
%139 = load i32*, i32** %8
%140 = load i32, i32* %18
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = getelementptr inbounds i32, i32* %139, i64 %141
%143 = load i32, i32* %142
%144 = load i32*, i32** %9
%145 = load i32, i32* %19
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = getelementptr inbounds i32, i32* %144, i64 %146
store i32 %143, i32* %147
%148 = load i32, i32* %18
%149 = add nsw i32 %148, 1
store i32 %149, i32* %18
%150 = load i32, i32* %19
%151 = add nsw i32 %150, 1
store i32 %151, i32* %19
br label %152
152: ; preds = %138, %124
br label %102
153: ; preds = %110
br label %154
154: ; preds = %158, %153
%155 = load i32, i32* %17
%156 = load i32, i32* %14
%157 = icmp slt i32 %155, %156
br i1 %157, label %158, label %172
158: ; preds = %154
%159 = load i32*, i32** %8
%160 = load i32, i32* %17
%161 = sext i32 %160 to i64
%162 = getelementptr inbounds i32, i32* %159, i64 %161
%163 = load i32, i32* %162
%164 = load i32*, i32** %9
%165 = load i32, i32* %19
%166 = sext i32 %165 to i64
%167 = getelementptr inbounds i32, i32* %164, i64 %166
store i32 %163, i32* %167
%168 = load i32, i32* %17
%169 = add nsw i32 %168, 1
store i32 %169, i32* %17
%170 = load i32, i32* %19
%171 = add nsw i32 %170, 1
store i32 %171, i32* %19
br label %154
172: ; preds = %154
br label %173
173: ; preds = %177, %172
%174 = load i32, i32* %18
%175 = load i32, i32* %16
%176 = icmp slt i32 %174, %175
br i1 %176, label %177, label %191
177: ; preds = %173
%178 = load i32*, i32** %8
%179 = load i32, i32* %18
%180 = sext i32 %179 to i64
%181 = getelementptr inbounds i32, i32* %178, i64 %180
%182 = load i32, i32* %181
%183 = load i32*, i32** %9
%184 = load i32, i32* %19
%185 = sext i32 %184 to i64
%186 = getelementptr inbounds i32, i32* %183, i64 %185
store i32 %182, i32* %186
%187 = load i32, i32* %18
%188 = add nsw i32 %187, 1
store i32 %188, i32* %18
%189 = load i32, i32* %19
%190 = add nsw i32 %189, 1
store i32 %190, i32* %19
br label %173
191: ; preds = %173
br label %192
192: ; preds = %191
%193 = load i32, i32* %12
%194 = add nsw i32 %193, 2
store i32 %194, i32* %12
br label %34
195: ; preds = %34
%196 = load i32*, i32** %8
store i32* %196, i32** %10
%197 = load i32*, i32** %9
store i32* %197, i32** %8
%198 = load i32*, i32** %10
store i32* %198, i32** %9
%199 = load i32, i32* %11
%200 = mul nsw i32 %199, 2
store i32 %200, i32* %11
br label %29
201: ; preds = %29
%202 = load i32*, i32** %8
%203 = load i32*, i32** %4
%204 = icmp ne i32* %202, %203
br i1 %204, label %205, label %213
205: ; preds = %201
%206 = load i32*, i32** %4
%207 = load i32*, i32** %8
%208 = load i32, i32* %5
%209 = sext i32 %208 to i64
%210 = mul i64 4, %209
%211 = trunc i64 %210 to i32
%212 = call i32 @memcpy(i32* %206, i32* %207, i32 %211)
br label %213
213: ; preds = %205, %201
%214 = load i32*, i32** %7
%215 = call i32 @free(i32* %214)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = shl i32 %1, 2
%5 = tail call i64 @malloc(i32 %4)
%6 = inttoptr i64 %5 to i32*
%7 = icmp slt i32 %2, %1
br i1 %7, label %8, label %263
8: ; preds = %3
%9 = icmp sgt i32 %1, 0
br label %10
10: ; preds = %8, %18
%11 = phi i32* [ %0, %8 ], [ %12, %18 ]
%12 = phi i32* [ %6, %8 ], [ %11, %18 ]
%13 = phi i32 [ %2, %8 ], [ %14, %18 ]
%14 = shl i32 %13, 1
br i1 %9, label %20, label %18
15: ; preds = %250, %236, %160
%16 = add i32 %21, %14
%17 = icmp slt i32 %16, %1
br i1 %17, label %20, label %18
18: ; preds = %15, %10
%19 = icmp slt i32 %14, %1
br i1 %19, label %10, label %259
20: ; preds = %10, %15
%21 = phi i32 [ %16, %15 ], [ 0, %10 ]
%22 = phi i32 [ %41, %15 ], [ 0, %10 ]
%23 = add i32 %13, %21
%24 = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %1, i32 %23)
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = add i32 %13, %21
%27 = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %1, i32 %26)
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr i32, i32* %11, i64 %28
%30 = add i32 %14, %21
%31 = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %1, i32 %30)
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = add i32 %14, %21
%34 = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %1, i32 %33)
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr i32, i32* %11, i64 %35
%37 = or i32 %22, 1
%38 = mul nsw i32 %37, %13
%39 = icmp slt i32 %38, %1
%40 = select i1 %39, i32 %38, i32 %1
%41 = add nuw nsw i32 %22, 2
%42 = mul nsw i32 %41, %13
%43 = icmp slt i32 %42, %1
%44 = select i1 %43, i32 %42, i32 %1
%45 = icmp slt i32 %21, %40
%46 = icmp slt i32 %40, %44
%47 = select i1 %45, i1 %46, i1 false
br i1 %47, label %48, label %52
48: ; preds = %20
%49 = sext i32 %21 to i64
br label %135
50: ; preds = %135
%51 = trunc i64 %153 to i32
br label %52
52: ; preds = %50, %20
%53 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %148, %50 ]
%54 = phi i32 [ %40, %20 ], [ %151, %50 ]
%55 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %51, %50 ]
%56 = icmp slt i32 %53, %40
br i1 %56, label %57, label %160
57: ; preds = %52
%58 = sext i32 %55 to i64
%59 = sext i32 %53 to i64
%60 = sext i32 %40 to i64
%61 = sub nsw i64 %25, %59
%62 = icmp ult i64 %61, 8
br i1 %62, label %132, label %63
63: ; preds = %57
%64 = getelementptr i32, i32* %12, i64 %58
%65 = add nsw i64 %58, %28
%66 = sub nsw i64 %65, %59
%67 = getelementptr i32, i32* %12, i64 %66
%68 = getelementptr i32, i32* %11, i64 %59
%69 = icmp ult i32* %64, %29
%70 = icmp ult i32* %68, %67
%71 = and i1 %69, %70
br i1 %71, label %132, label %72
72: ; preds = %63
%73 = and i64 %61, -8
%74 = add nsw i64 %73, %59
%75 = add nsw i64 %73, %58
%76 = add nsw i64 %73, -8
%77 = lshr exact i64 %76, 3
%78 = add nuw nsw i64 %77, 1
%79 = and i64 %78, 1
%80 = icmp eq i64 %76, 0
br i1 %80, label %114, label %81
81: ; preds = %72
%82 = and i64 %78, 4611686018427387902
br label %83
83: ; preds = %83, %81
%84 = phi i64 [ 0, %81 ], [ %111, %83 ]
%85 = phi i64 [ 0, %81 ], [ %112, %83 ]
%86 = add i64 %84, %59
%87 = add i64 %84, %58
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %86
%89 = bitcast i32* %88 to <4 x i32>*
%90 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %89
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 4
%92 = bitcast i32* %91 to <4 x i32>*
%93 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %92
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %87
%95 = bitcast i32* %94 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %95
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %94, i64 4
%97 = bitcast i32* %96 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %93, <4 x i32>* %97
%98 = or i64 %84, 8
%99 = add i64 %98, %59
%100 = add i64 %98, %58
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %99
%102 = bitcast i32* %101 to <4 x i32>*
%103 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %102
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %101, i64 4
%105 = bitcast i32* %104 to <4 x i32>*
%106 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %105
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %100
%108 = bitcast i32* %107 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %103, <4 x i32>* %108
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %107, i64 4
%110 = bitcast i32* %109 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %106, <4 x i32>* %110
%111 = add nuw i64 %84, 16
%112 = add i64 %85, 2
%113 = icmp eq i64 %112, %82
br i1 %113, label %114, label %83
114: ; preds = %83, %72
%115 = phi i64 [ 0, %72 ], [ %111, %83 ]
%116 = icmp eq i64 %79, 0
br i1 %116, label %130, label %117
117: ; preds = %114
%118 = add i64 %115, %59
%119 = add i64 %115, %58
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %118
%121 = bitcast i32* %120 to <4 x i32>*
%122 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %121
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 4
%124 = bitcast i32* %123 to <4 x i32>*
%125 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %124
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %119
%127 = bitcast i32* %126 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %122, <4 x i32>* %127
%128 = getelementptr inbounds i32, i32* %126, i64 4
%129 = bitcast i32* %128 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %125, <4 x i32>* %129
br label %130
130: ; preds = %114, %117
%131 = icmp eq i64 %61, %73
br i1 %131, label %157, label %132
132: ; preds = %63, %57, %130
%133 = phi i64 [ %59, %63 ], [ %59, %57 ], [ %74, %130 ]
%134 = phi i64 [ %58, %63 ], [ %58, %57 ], [ %75, %130 ]
br label %241
135: ; preds = %48, %135
%136 = phi i64 [ %49, %48 ], [ %153, %135 ]
%137 = phi i32 [ %40, %48 ], [ %151, %135 ]
%138 = phi i32 [ %21, %48 ], [ %148, %135 ]
%139 = sext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %139
%141 = load i32, i32* %140
%142 = sext i32 %137 to i64
%143 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %142
%144 = load i32, i32* %143
%145 = icmp slt i32 %141, %144
%146 = select i1 %145, i32 %141, i32 %144
%147 = zext i1 %145 to i32
%148 = add nsw i32 %138, %147
%149 = xor i1 %145, true
%150 = zext i1 %149 to i32
%151 = add nsw i32 %137, %150
%152 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %136
store i32 %146, i32* %152
%153 = add i64 %136, 1
%154 = icmp slt i32 %148, %40
%155 = icmp slt i32 %151, %44
%156 = select i1 %154, i1 %155, i1 false
br i1 %156, label %135, label %50
157: ; preds = %241, %130
%158 = phi i64 [ %75, %130 ], [ %248, %241 ]
%159 = trunc i64 %158 to i32
br label %160
160: ; preds = %157, %52
%161 = phi i32 [ %55, %52 ], [ %159, %157 ]
%162 = icmp slt i32 %54, %44
br i1 %162, label %163, label %15
163: ; preds = %160
%164 = sext i32 %161 to i64
%165 = sext i32 %54 to i64
%166 = sext i32 %44 to i64
%167 = sub nsw i64 %32, %165
%168 = icmp ult i64 %167, 8
br i1 %168, label %238, label %169
169: ; preds = %163
%170 = getelementptr i32, i32* %12, i64 %164
%171 = add nsw i64 %164, %35
%172 = sub nsw i64 %171, %165
%173 = getelementptr i32, i32* %12, i64 %172
%174 = getelementptr i32, i32* %11, i64 %165
%175 = icmp ult i32* %170, %36
%176 = icmp ult i32* %174, %173
%177 = and i1 %175, %176
br i1 %177, label %238, label %178
178: ; preds = %169
%179 = and i64 %167, -8
%180 = add nsw i64 %179, %165
%181 = add nsw i64 %179, %164
%182 = add nsw i64 %179, -8
%183 = lshr exact i64 %182, 3
%184 = add nuw nsw i64 %183, 1
%185 = and i64 %184, 1
%186 = icmp eq i64 %182, 0
br i1 %186, label %220, label %187
187: ; preds = %178
%188 = and i64 %184, 4611686018427387902
br label %189
189: ; preds = %189, %187
%190 = phi i64 [ 0, %187 ], [ %217, %189 ]
%191 = phi i64 [ 0, %187 ], [ %218, %189 ]
%192 = add i64 %190, %165
%193 = add i64 %190, %164
%194 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %192
%195 = bitcast i32* %194 to <4 x i32>*
%196 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %195
%197 = getelementptr inbounds i32, i32* %194, i64 4
%198 = bitcast i32* %197 to <4 x i32>*
%199 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %198
%200 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %193
%201 = bitcast i32* %200 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %196, <4 x i32>* %201
%202 = getelementptr inbounds i32, i32* %200, i64 4
%203 = bitcast i32* %202 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %199, <4 x i32>* %203
%204 = or i64 %190, 8
%205 = add i64 %204, %165
%206 = add i64 %204, %164
%207 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %205
%208 = bitcast i32* %207 to <4 x i32>*
%209 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %208
%210 = getelementptr inbounds i32, i32* %207, i64 4
%211 = bitcast i32* %210 to <4 x i32>*
%212 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %211
%213 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %206
%214 = bitcast i32* %213 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %209, <4 x i32>* %214
%215 = getelementptr inbounds i32, i32* %213, i64 4
%216 = bitcast i32* %215 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %212, <4 x i32>* %216
%217 = add nuw i64 %190, 16
%218 = add i64 %191, 2
%219 = icmp eq i64 %218, %188
br i1 %219, label %220, label %189
220: ; preds = %189, %178
%221 = phi i64 [ 0, %178 ], [ %217, %189 ]
%222 = icmp eq i64 %185, 0
br i1 %222, label %236, label %223
223: ; preds = %220
%224 = add i64 %221, %165
%225 = add i64 %221, %164
%226 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %224
%227 = bitcast i32* %226 to <4 x i32>*
%228 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %227
%229 = getelementptr inbounds i32, i32* %226, i64 4
%230 = bitcast i32* %229 to <4 x i32>*
%231 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %230
%232 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %225
%233 = bitcast i32* %232 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %228, <4 x i32>* %233
%234 = getelementptr inbounds i32, i32* %232, i64 4
%235 = bitcast i32* %234 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %231, <4 x i32>* %235
br label %236
236: ; preds = %220, %223
%237 = icmp eq i64 %167, %179
br i1 %237, label %15, label %238
238: ; preds = %169, %163, %236
%239 = phi i64 [ %165, %169 ], [ %165, %163 ], [ %180, %236 ]
%240 = phi i64 [ %164, %169 ], [ %164, %163 ], [ %181, %236 ]
br label %250
241: ; preds = %132, %241
%242 = phi i64 [ %247, %241 ], [ %133, %132 ]
%243 = phi i64 [ %248, %241 ], [ %134, %132 ]
%244 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %242
%245 = load i32, i32* %244
%246 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %243
store i32 %245, i32* %246
%247 = add nsw i64 %242, 1
%248 = add nsw i64 %243, 1
%249 = icmp slt i64 %247, %60
br i1 %249, label %241, label %157
250: ; preds = %238, %250
%251 = phi i64 [ %256, %250 ], [ %239, %238 ]
%252 = phi i64 [ %257, %250 ], [ %240, %238 ]
%253 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %251
%254 = load i32, i32* %253
%255 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %252
store i32 %254, i32* %255
%256 = add nsw i64 %251, 1
%257 = add nsw i64 %252, 1
%258 = icmp slt i64 %256, %166
br i1 %258, label %250, label %15
259: ; preds = %18
%260 = icmp eq i32* %12, %0
br i1 %260, label %263, label %261
261: ; preds = %259
%262 = tail call i32 @memcpy(i32* %0, i32* %12, i32 %4)
br label %263
263: ; preds = %3, %261, %259
%264 = tail call i32 @free(i32* %6)
ret i32 0
}