void sequentialMerge(int *a, int low1, int up1, int low2, int up2, int *b,
                     int start) {
  int i = low1, j = low2;
  int nel = up1 - low1 + up2 - low2;
  for (int k = start; k < start + nel; k++) {
    if ((i < up1) && ((j >= up2) || (a[i] <= a[j])))
      b[k] = a[i++];
    else
      b[k] = a[j++];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sequentialMerge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
mov    %r9,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    0x10(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11da <sequentialMerge+0xda>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11a7 <sequentialMerge+0xa7>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1182 <sequentialMerge+0x82>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11a7 <sequentialMerge+0xa7>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11c7 <sequentialMerge+0xc7>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x28(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11cc <sequentialMerge+0xcc>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    113d <sequentialMerge+0x3d>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sequentialMerge>:
push   %rbx
mov    0x10(%rsp),%r10d
mov    %edx,%ebx
sub    %esi,%ebx
sub    %ecx,%ebx
add    %r8d,%ebx
add    %r10d,%ebx
cmp    %r10d,%ebx
jle    115e <sequentialMerge+0x5e>
movslq %r10d,%rax
movslq %ebx,%r10
jmp    1130 <sequentialMerge+0x30>
nop
add    $0x1,%esi
mov    %r11d,(%r9,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r10
je     115e <sequentialMerge+0x5e>
cmp    %edx,%esi
jge    1150 <sequentialMerge+0x50>
movslq %esi,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%r11d
cmp    %r8d,%ecx
jge    1120 <sequentialMerge+0x20>
movslq %ecx,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
cmp    %ebx,%r11d
jle    1120 <sequentialMerge+0x20>
jmp    1156 <sequentialMerge+0x56>
nopl   (%rax)
movslq %ecx,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
add    $0x1,%ecx
mov    %ebx,%r11d
jmp    1123 <sequentialMerge+0x23>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @sequentialMerge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32* %5, i32 %6) {
%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
store i32* %0, i32** %8
store i32 %1, i32* %9
store i32 %2, i32* %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store i32* %5, i32** %13
store i32 %6, i32* %14
%19 = load i32, i32* %9
store i32 %19, i32* %15
%20 = load i32, i32* %11
store i32 %20, i32* %16
%21 = load i32, i32* %10
%22 = load i32, i32* %9
%23 = sub nsw i32 %21, %22
%24 = load i32, i32* %12
%25 = add nsw i32 %23, %24
%26 = load i32, i32* %11
%27 = sub nsw i32 %25, %26
store i32 %27, i32* %17
%28 = load i32, i32* %14
store i32 %28, i32* %18
br label %29
29: ; preds = %78, %7
%30 = load i32, i32* %18
%31 = load i32, i32* %14
%32 = load i32, i32* %17
%33 = add nsw i32 %31, %32
%34 = icmp slt i32 %30, %33
br i1 %34, label %35, label %81
35: ; preds = %29
%36 = load i32, i32* %15
%37 = load i32, i32* %10
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %66
39: ; preds = %35
%40 = load i32, i32* %16
%41 = load i32, i32* %12
%42 = icmp sge i32 %40, %41
br i1 %42, label %55, label %43
43: ; preds = %39
%44 = load i32*, i32** %8
%45 = load i32, i32* %15
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32*, i32** %8
%50 = load i32, i32* %16
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = icmp sle i32 %48, %53
br i1 %54, label %55, label %66
55: ; preds = %43, %39
%56 = load i32*, i32** %8
%57 = load i32, i32* %15
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %15
%59 = sext i32 %57 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = load i32*, i32** %13
%63 = load i32, i32* %18
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %64
store i32 %61, i32* %65
br label %77
66: ; preds = %43, %35
%67 = load i32*, i32** %8
%68 = load i32, i32* %16
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %16
%70 = sext i32 %68 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32*, i32** %13
%74 = load i32, i32* %18
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
store i32 %72, i32* %76
br label %77
77: ; preds = %66, %55
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %18
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %18
br label %29
81: ; preds = %29
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sequentialMerge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32* nocapture writeonly %5, i32 %6) {
%8 = add i32 %1, %3
%9 = sub i32 %2, %8
%10 = add i32 %9, %4
%11 = add i32 %10, %6
%12 = icmp sgt i32 %11, %6
br i1 %12, label %13, label %16
13: ; preds = %7
%14 = sext i32 %6 to i64
%15 = sext i32 %11 to i64
br label %17
16: ; preds = %41, %7
ret void
17: ; preds = %13, %41
%18 = phi i64 [ %14, %13 ], [ %46, %41 ]
%19 = phi i32 [ %1, %13 ], [ %44, %41 ]
%20 = phi i32 [ %3, %13 ], [ %43, %41 ]
%21 = icmp slt i32 %19, %2
br i1 %21, label %26, label %22
22: ; preds = %17
%23 = sext i32 %20 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
br label %38
26: ; preds = %17
%27 = icmp slt i32 %20, %4
%28 = sext i32 %19 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
br i1 %27, label %31, label %36
31: ; preds = %26
%32 = sext i32 %20 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp sgt i32 %30, %34
br i1 %35, label %38, label %36
36: ; preds = %26, %31
%37 = add nsw i32 %19, 1
br label %41
38: ; preds = %22, %31
%39 = phi i32 [ %25, %22 ], [ %34, %31 ]
%40 = add nsw i32 %20, 1
br label %41
41: ; preds = %36, %38
%42 = phi i32 [ %30, %36 ], [ %39, %38 ]
%43 = phi i32 [ %20, %36 ], [ %40, %38 ]
%44 = phi i32 [ %37, %36 ], [ %19, %38 ]
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %18
store i32 %42, i32* %45
%46 = add nsw i64 %18, 1
%47 = icmp eq i64 %46, %15
br i1 %47, label %16, label %17
}