void merge(int a[], int l1, int u1, int l2, int u2) {
  int aux[100], i, k, j;
  i = l1;
  j = l2;
  k = 0;
  while (i <= u1 && j <= u2) {
    if (a[i] <= a[j]) {
      aux[k++] = a[i++];
    } else {
      aux[k++] = a[j++];
    }
  }
  while (i <= u1) {
    aux[k++] = a[i++];
  }
  while (j <= u2) {
    aux[k++] = a[j++];
  }
  for (i = l1, j = 0; i <= u2; i++, j++) {
    a[i] = aux[j];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x140,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1bc(%rbp)
movl   $0x0,-0x1b8(%rbp)
mov    -0x1b4(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1bd(%rbp)
jg     1161 <merge+0x61>
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x1bd(%rbp)
mov    -0x1bd(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1174 <merge+0x74>
jmp    120a <merge+0x10a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1b4(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1bc(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11d0 <merge+0xd0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1b4(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b4(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b8(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    1205 <merge+0x105>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1bc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1bc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b8(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    1138 <merge+0x38>
jmp    120f <merge+0x10f>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     1258 <merge+0x158>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1b4(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b4(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b8(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    120f <merge+0x10f>
jmp    125d <merge+0x15d>
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     12a6 <merge+0x1a6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1bc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1bc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b8(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    125d <merge+0x15d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
movl   $0x0,-0x1bc(%rbp)
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1307 <merge+0x207>
movslq -0x1bc(%rbp),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1b4(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1bc(%rbp)
jmp    12b9 <merge+0x1b9>
add    $0x140,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x198,%rsp
mov    %r8d,%r14d
mov    %ecx,%ebp
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
xor    %ebx,%ebx
cmp    %edx,%esi
jg     1177 <merge+0x67>
cmp    %r14d,%ebp
jg     1177 <merge+0x67>
xor    %ebx,%ebx
mov    %r15d,%eax
nop
cltq
mov    0x0(%r13,%rax,4),%ecx
movslq %ebp,%rbp
mov    0x0(%r13,%rbp,4),%edx
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ecx
setg   %sil
setle  %dil
cmovg  %edx,%ecx
add    %edi,%eax
add    %esi,%ebp
mov    %ecx,(%rsp,%rbx,4)
add    $0x1,%rbx
cmp    %r12d,%eax
jg     117a <merge+0x6a>
cmp    %r14d,%ebp
jle    1140 <merge+0x30>
jmp    117a <merge+0x6a>
mov    %r15d,%eax
cmp    %r12d,%eax
jle    11b9 <merge+0xa9>
cmp    %r14d,%ebp
jle    11e8 <merge+0xd8>
sub    %r15d,%r14d
jl     11a7 <merge+0x97>
movslq %r15d,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
mov    %rsp,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x198,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %ebx,%ecx
lea    (%rsp,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %eax,%r12d
lea    0x4(,%r12,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    %r12d,%ebx
add    $0x1,%ebx
cmp    %r14d,%ebp
jg     1184 <merge+0x74>
mov    %ebx,%eax
lea    (%rsp,%rax,4),%rdi
movslq %ebp,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %r14d,%eax
sub    %ebp,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
sub    %r15d,%r14d
jge    1189 <merge+0x79>
jmp    11a7 <merge+0x97>

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca [100 x i32]
%7 = bitcast [100 x i32]* %6 to i8*
%8 = icmp sle i32 %1, %2
%9 = icmp sle i32 %3, %4
%10 = and i1 %8, %9
br i1 %10, label %31, label %13
11: ; preds = %31
%12 = trunc i64 %49 to i32
br label %13
13: ; preds = %11, %5
%14 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %45, %11 ]
%15 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %12, %11 ]
%16 = phi i32 [ %3, %5 ], [ %47, %11 ]
%17 = icmp sgt i32 %14, %2
br i1 %17, label %53, label %18
18: ; preds = %13
%19 = zext i32 %15 to i64
%20 = getelementptr [100 x i32], [100 x i32]* %6, i64 0, i64 %19
%21 = bitcast i32* %20 to i8*
%22 = sext i32 %14 to i64
%23 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %22
%24 = bitcast i32* %23 to i8*
%25 = sub i32 %2, %14
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = shl nuw nsw i64 %26, 2
%28 = add nuw nsw i64 %27, 4
%29 = add i32 %15, %25
%30 = add i32 %29, 1
br label %53
31: ; preds = %5, %31
%32 = phi i64 [ %49, %31 ], [ 0, %5 ]
%33 = phi i32 [ %47, %31 ], [ %3, %5 ]
%34 = phi i32 [ %45, %31 ], [ %1, %5 ]
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sext i32 %33 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp sgt i32 %37, %40
%42 = select i1 %41, i32 %40, i32 %37
%43 = xor i1 %41, true
%44 = zext i1 %43 to i32
%45 = add nsw i32 %34, %44
%46 = zext i1 %41 to i32
%47 = add nsw i32 %33, %46
%48 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %6, i64 0, i64 %32
store i32 %42, i32* %48
%49 = add nuw i64 %32, 1
%50 = icmp sle i32 %45, %2
%51 = icmp sle i32 %47, %4
%52 = select i1 %50, i1 %51, i1 false
br i1 %52, label %31, label %11
53: ; preds = %18, %13
%54 = phi i32 [ %15, %13 ], [ %30, %18 ]
%55 = icmp sgt i32 %16, %4
br i1 %55, label %67, label %56
56: ; preds = %53
%57 = zext i32 %54 to i64
%58 = getelementptr [100 x i32], [100 x i32]* %6, i64 0, i64 %57
%59 = bitcast i32* %58 to i8*
%60 = sext i32 %16 to i64
%61 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %60
%62 = bitcast i32* %61 to i8*
%63 = sub i32 %4, %16
%64 = zext i32 %63 to i64
%65 = shl nuw nsw i64 %64, 2
%66 = add nuw nsw i64 %65, 4
br label %67
67: ; preds = %56, %53
%68 = icmp slt i32 %4, %1
br i1 %68, label %77, label %69
69: ; preds = %67
%70 = sext i32 %1 to i64
%71 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %70
%72 = bitcast i32* %71 to i8*
%73 = sub i32 %4, %1
%74 = zext i32 %73 to i64
%75 = shl nuw nsw i64 %74, 2
%76 = add nuw nsw i64 %75, 4
br label %77
77: ; preds = %69, %67
ret void
}