#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 *nums1, int m, int *nums2, int n) {
  if (!n)
    return;
  if (!m) {
    memcpy(nums1, nums2, n * sizeof(int));
    return;
  }
  int *tmp, i, j, k;
  tmp = malloc((m + n) * sizeof(int));
  for (k = i = j = 0; i < m && j < n;) {
    if (nums1[i] < nums2[j])
      tmp[k++] = nums1[i++];
    else
      tmp[k++] = nums2[j++];
  }
  if (i < m)
    memcpy(tmp + k, nums1 + i, (m - i) * sizeof(int));
  if (j < n)
    memcpy(tmp + k, nums2 + j, (n - j) * sizeof(int));
  memcpy(nums1, tmp, (m + n) * sizeof(int));
  free(tmp);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jne    1155 <merge+0x25>
jmp    12ec <merge+0x1bc>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    117b <merge+0x4b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
jmp    12ec <merge+0x1bc>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x35(%rbp)
jge    11c4 <merge+0x94>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x35(%rbp)
mov    -0x35(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11d4 <merge+0xa4>
jmp    124e <merge+0x11e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    121f <merge+0xef>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1249 <merge+0x119>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11a7 <merge+0x77>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    128b <merge+0x15b>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x2c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    -0x2c(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    12c8 <merge+0x198>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
movslq -0x30(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x30(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
test   %ecx,%ecx
je     11ec <merge+0xbc>
mov    %ecx,%r13d
mov    %esi,%r15d
test   %esi,%esi
je     11fb <merge+0xcb>
mov    %rdx,0x8(%rsp)
mov    %rdi,(%rsp)
lea    (%r15,%r13,1),%ebx
shl    $0x2,%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1050 <malloc@plt>
test   %r13d,%r13d
setg   %r14b
test   %r15d,%r15d
jle    1218 <merge+0xe8>
test   %r13d,%r13d
jle    1218 <merge+0xe8>
mov    %ebx,%r9d
xor    %ecx,%ecx
xor    %r12d,%r12d
xor    %edx,%edx
mov    (%rsp),%r8
mov    0x8(%rsp),%r10
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edx,%ebx
mov    %r12d,%esi
mov    %edx,%edx
mov    (%r8,%rdx,4),%edi
mov    %r12d,%edx
mov    (%r10,%rdx,4),%ebp
xor    %r12d,%r12d
xor    %edx,%edx
cmp    %ebp,%edi
setge  %r12b
cmovl  %edi,%ebp
setl   %dl
add    %ebx,%edx
add    %esi,%r12d
mov    %ebp,(%rax,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %r13d,%r12d
setl   %r14b
cmp    %r15d,%edx
jge    11e0 <merge+0xb0>
cmp    %r13d,%r12d
jl     11a0 <merge+0x70>
mov    %ecx,%ecx
cmp    %r15d,%edx
mov    %r9d,%ebx
jl     122e <merge+0xfe>
jmp    1258 <merge+0x128>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
shl    $0x2,%r13d
mov    %rdx,%rsi
mov    %r13d,%edx
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1040 <memcpy@plt>
xor    %ecx,%ecx
mov    $0x0,%r12d
mov    $0x0,%edx
test   %r15d,%r15d
mov    (%rsp),%r8
jle    1258 <merge+0x128>
mov    %rcx,0x10(%rsp)
lea    (%rax,%rcx,4),%rdi
movslq %edx,%rcx
lea    (%r8,%rcx,4),%rsi
sub    %ecx,%r15d
shl    $0x2,%r15d
mov    %r15d,%edx
mov    %rax,%rbp
call   1040 <memcpy@plt>
mov    0x10(%rsp),%rcx
mov    %rbp,%rax
test   %r14b,%r14b
je     1282 <merge+0x152>
lea    (%rax,%rcx,4),%rdi
movslq %r12d,%rdx
mov    0x8(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rdx,4),%rsi
sub    %edx,%r13d
shl    $0x2,%r13d
mov    %r13d,%edx
mov    %rax,%rbp
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %rbp,%rax
mov    (%rsp),%rdi
mov    %rax,%rsi
mov    %ebx,%edx
mov    %rax,%rbx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %rbx,%rdi
add    $0x18,%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, 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
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 %3, i32* %8
%13 = load i32, i32* %8
%14 = icmp ne i32 %13, 0
br i1 %14, label %16, label %15
15: ; preds = %4
br label %134
16: ; preds = %4
%17 = load i32, i32* %6
%18 = icmp ne i32 %17, 0
br i1 %18, label %27, label %19
19: ; preds = %16
%20 = load i32*, i32** %5
%21 = load i32*, i32** %7
%22 = load i32, i32* %8
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = mul i64 %23, 4
%25 = trunc i64 %24 to i32
%26 = call i32 @memcpy(i32* %20, i32* %21, i32 %25)
br label %134
27: ; preds = %16
%28 = load i32, i32* %6
%29 = load i32, i32* %8
%30 = add nsw i32 %28, %29
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = mul i64 %31, 4
%33 = trunc i64 %32 to i32
%34 = call i32* @malloc(i32 %33)
store i32* %34, i32** %9
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %12
br label %35
35: ; preds = %81, %27
%36 = load i32, i32* %10
%37 = load i32, i32* %6
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %43
39: ; preds = %35
%40 = load i32, i32* %11
%41 = load i32, i32* %8
%42 = icmp slt i32 %40, %41
br label %43
43: ; preds = %39, %35
%44 = phi i1 [ false, %35 ], [ %42, %39 ]
br i1 %44, label %45, label %82
45: ; preds = %43
%46 = load i32*, i32** %5
%47 = load i32, i32* %10
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32*, i32** %7
%52 = load i32, i32* %11
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = icmp slt i32 %50, %55
br i1 %56, label %57, label %69
57: ; preds = %45
%58 = load i32*, i32** %5
%59 = load i32, i32* %10
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %10
%61 = sext i32 %59 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = load i32*, i32** %9
%65 = load i32, i32* %12
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %12
%67 = sext i32 %65 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %67
store i32 %63, i32* %68
br label %81
69: ; preds = %45
%70 = load i32*, i32** %7
%71 = load i32, i32* %11
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %11
%73 = sext i32 %71 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = load i32*, i32** %9
%77 = load i32, i32* %12
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %12
%79 = sext i32 %77 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %79
store i32 %75, i32* %80
br label %81
81: ; preds = %69, %57
br label %35
82: ; preds = %43
%83 = load i32, i32* %10
%84 = load i32, i32* %6
%85 = icmp slt i32 %83, %84
br i1 %85, label %86, label %102
86: ; preds = %82
%87 = load i32*, i32** %9
%88 = load i32, i32* %12
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
%91 = load i32*, i32** %5
%92 = load i32, i32* %10
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %93
%95 = load i32, i32* %6
%96 = load i32, i32* %10
%97 = sub nsw i32 %95, %96
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = mul i64 %98, 4
%100 = trunc i64 %99 to i32
%101 = call i32 @memcpy(i32* %90, i32* %94, i32 %100)
br label %102
102: ; preds = %86, %82
%103 = load i32, i32* %11
%104 = load i32, i32* %8
%105 = icmp slt i32 %103, %104
br i1 %105, label %106, label %122
106: ; preds = %102
%107 = load i32*, i32** %9
%108 = load i32, i32* %12
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %107, i64 %109
%111 = load i32*, i32** %7
%112 = load i32, i32* %11
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %111, i64 %113
%115 = load i32, i32* %8
%116 = load i32, i32* %11
%117 = sub nsw i32 %115, %116
%118 = sext i32 %117 to i64
%119 = mul i64 %118, 4
%120 = trunc i64 %119 to i32
%121 = call i32 @memcpy(i32* %110, i32* %114, i32 %120)
br label %122
122: ; preds = %106, %102
%123 = load i32*, i32** %5
%124 = load i32*, i32** %9
%125 = load i32, i32* %6
%126 = load i32, i32* %8
%127 = add nsw i32 %125, %126
%128 = sext i32 %127 to i64
%129 = mul i64 %128, 4
%130 = trunc i64 %129 to i32
%131 = call i32 @memcpy(i32* %123, i32* %124, i32 %130)
%132 = load i32*, i32** %9
%133 = call i32 @free(i32* %132)
br label %134
134: ; preds = %122, %19, %15
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32* %2, i32 %3) {
%5 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %5, label %70, label %6
6: ; preds = %4
%7 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %11
8: ; preds = %6
%9 = shl i32 %3, 2
%10 = tail call i32 @memcpy(i32* %0, i32* %2, i32 %9)
br label %70
11: ; preds = %6
%12 = add nsw i32 %3, %1
%13 = shl i32 %12, 2
%14 = tail call i32* @malloc(i32 %13)
%15 = icmp sgt i32 %1, 0
%16 = icmp sgt i32 %3, 0
%17 = and i1 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %42
18: ; preds = %11, %18
%19 = phi i64 [ %36, %18 ], [ 0, %11 ]
%20 = phi i32 [ %34, %18 ], [ 0, %11 ]
%21 = phi i32 [ %31, %18 ], [ 0, %11 ]
%22 = zext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = zext i32 %20 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp slt i32 %24, %27
%29 = select i1 %28, i32 %24, i32 %27
%30 = zext i1 %28 to i32
%31 = add nuw nsw i32 %21, %30
%32 = xor i1 %28, true
%33 = zext i1 %32 to i32
%34 = add nuw nsw i32 %20, %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %19
store i32 %29, i32* %35
%36 = add nuw i64 %19, 1
%37 = icmp slt i32 %31, %1
%38 = icmp slt i32 %34, %3
%39 = select i1 %37, i1 %38, i1 false
br i1 %39, label %18, label %40
40: ; preds = %18
%41 = and i64 %36, 4294967295
br i1 %37, label %43, label %54
42: ; preds = %11
br i1 %15, label %43, label %54
43: ; preds = %40, %42
%44 = phi i1 [ %38, %40 ], [ %16, %42 ]
%45 = phi i64 [ %41, %40 ], [ 0, %42 ]
%46 = phi i32 [ %34, %40 ], [ 0, %42 ]
%47 = phi i32 [ %31, %40 ], [ 0, %42 ]
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %45
%49 = sext i32 %47 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = sub nsw i32 %1, %47
%52 = shl i32 %51, 2
%53 = tail call i32 @memcpy(i32* %48, i32* %50, i32 %52)
br i1 %44, label %58, label %67
54: ; preds = %40, %42
%55 = phi i1 [ %38, %40 ], [ %16, %42 ]
%56 = phi i64 [ %41, %40 ], [ 0, %42 ]
%57 = phi i32 [ %34, %40 ], [ 0, %42 ]
br i1 %55, label %58, label %67
58: ; preds = %43, %54
%59 = phi i32 [ %46, %43 ], [ %57, %54 ]
%60 = phi i64 [ %45, %43 ], [ %56, %54 ]
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %60
%62 = sext i32 %59 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %62
%64 = sub nsw i32 %3, %59
%65 = shl i32 %64, 2
%66 = tail call i32 @memcpy(i32* %61, i32* %63, i32 %65)
br label %67
67: ; preds = %43, %58, %54
%68 = tail call i32 @memcpy(i32* %0, i32* %14, i32 %13)
%69 = tail call i32 @free(i32* %14)
br label %70
70: ; preds = %4, %67, %8
ret void
}