#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 get_preuse_bit(int);
int get_size(int);
int merge_below(int *mem, int address, int merge_block, int psize) {
  int successor_size = get_size(mem[merge_block]);
  int total_size = psize + successor_size;
  int old_f_link = mem[merge_block + 1];
  int old_b_link = mem[merge_block + 2];
  mem[address + psize - 1] = 0;
  mem[merge_block + successor_size - 1] = total_size;
  mem[merge_block] = 0;
  mem[merge_block + 1] = 0;
  mem[merge_block + 2] = 0;
  int old_preuse_bit = get_preuse_bit(mem[address]);
  mem[address] = 4 * total_size + 2 * old_preuse_bit + 0;
  mem[address + 1] = old_f_link;
  mem[address + 2] = old_b_link;
  mem[old_b_link + 1] = address;
  mem[old_f_link + 2] = address;
  return address;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge_below>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
call   1030 <get_size@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
call   1040 <get_preuse_bit@plt>
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
mov    -0x28(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
add    %eax,%edx
add    $0x0,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge_below>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%rbx
movslq %edx,%rbp
mov    (%rdi,%rbp,4),%edi
call   1030 <get_size@plt>
lea    (%rax,%r14,1),%r12d
movslq 0x4(%rbx,%rbp,4),%rcx
mov    %rcx,(%rsp)
movslq 0x8(%rbx,%rbp,4),%r13
lea    -0x1(%r15,%r14,1),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rbx,%rcx,4)
lea    -0x1(%rbp,%rax,1),%eax
cltq
mov    %r12d,(%rbx,%rax,4)
movq   $0x0,(%rbx,%rbp,4)
movl   $0x0,0x8(%rbx,%rbp,4)
movslq %r15d,%r14
mov    (%rbx,%r14,4),%edi
call   1040 <get_preuse_bit@plt>
shl    $0x2,%r12d
lea    (%r12,%rax,2),%eax
mov    %eax,(%rbx,%r14,4)
mov    (%rsp),%rax
mov    %eax,0x4(%rbx,%r14,4)
mov    %r13d,0x8(%rbx,%r14,4)
mov    %r14d,0x4(%rbx,%r13,4)
mov    %r14d,0x8(%rbx,%rax,4)
mov    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @merge_below(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
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%14 = load i32*, i32** %5
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = call i32 @get_size(i32 %18)
store i32 %19, i32* %9
%20 = load i32, i32* %8
%21 = load i32, i32* %9
%22 = add nsw i32 %20, %21
store i32 %22, i32* %10
%23 = load i32*, i32** %5
%24 = load i32, i32* %7
%25 = add nsw i32 %24, 1
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
store i32 %28, i32* %11
%29 = load i32*, i32** %5
%30 = load i32, i32* %7
%31 = add nsw i32 %30, 2
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
store i32 %34, i32* %12
%35 = load i32*, i32** %5
%36 = load i32, i32* %6
%37 = load i32, i32* %8
%38 = add nsw i32 %36, %37
%39 = sub nsw i32 %38, 1
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %40
store i32 0, i32* %41
%42 = load i32, i32* %10
%43 = load i32*, i32** %5
%44 = load i32, i32* %7
%45 = load i32, i32* %9
%46 = add nsw i32 %44, %45
%47 = sub nsw i32 %46, 1
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %48
store i32 %42, i32* %49
%50 = load i32*, i32** %5
%51 = load i32, i32* %7
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
store i32 0, i32* %53
%54 = load i32*, i32** %5
%55 = load i32, i32* %7
%56 = add nsw i32 %55, 1
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %57
store i32 0, i32* %58
%59 = load i32*, i32** %5
%60 = load i32, i32* %7
%61 = add nsw i32 %60, 2
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %62
store i32 0, i32* %63
%64 = load i32*, i32** %5
%65 = load i32, i32* %6
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = call i32 @get_preuse_bit(i32 %68)
store i32 %69, i32* %13
%70 = load i32, i32* %10
%71 = mul nsw i32 4, %70
%72 = load i32, i32* %13
%73 = mul nsw i32 2, %72
%74 = add nsw i32 %71, %73
%75 = add nsw i32 %74, 0
%76 = load i32*, i32** %5
%77 = load i32, i32* %6
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
store i32 %75, i32* %79
%80 = load i32, i32* %11
%81 = load i32*, i32** %5
%82 = load i32, i32* %6
%83 = add nsw i32 %82, 1
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %84
store i32 %80, i32* %85
%86 = load i32, i32* %12
%87 = load i32*, i32** %5
%88 = load i32, i32* %6
%89 = add nsw i32 %88, 2
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %90
store i32 %86, i32* %91
%92 = load i32, i32* %6
%93 = load i32*, i32** %5
%94 = load i32, i32* %12
%95 = add nsw i32 %94, 1
%96 = sext i32 %95 to i64
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 %96
store i32 %92, i32* %97
%98 = load i32, i32* %6
%99 = load i32*, i32** %5
%100 = load i32, i32* %11
%101 = add nsw i32 %100, 2
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %99, i64 %102
store i32 %98, i32* %103
%104 = load i32, i32* %6
ret i32 %104
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @merge_below(i32* nocapture %0, i32 returned %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sext i32 %2 to i64
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %5
%7 = load i32, i32* %6
%8 = tail call i32 @get_size(i32 %7)
%9 = add nsw i32 %8, %3
%10 = add nsw i32 %2, 1
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %11
%13 = load i32, i32* %12
%14 = add nsw i32 %2, 2
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = add i32 %1, -1
%19 = add i32 %18, %3
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
store i32 0, i32* %21
%22 = add i32 %2, -1
%23 = add i32 %22, %8
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
store i32 %9, i32* %25
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %12
store i32 0, i32* %16
%26 = sext i32 %1 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = tail call i32 @get_preuse_bit(i32 %28)
%30 = shl nsw i32 %9, 2
%31 = shl nsw i32 %29, 1
%32 = add nsw i32 %31, %30
store i32 %32, i32* %27
%33 = add nsw i32 %1, 1
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %34
store i32 %13, i32* %35
%36 = add nsw i32 %1, 2
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %37
store i32 %17, i32* %38
%39 = add nsw i32 %17, 1
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
store i32 %1, i32* %41
%42 = add nsw i32 %13, 2
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %43
store i32 %1, i32* %44
ret i32 %1
}