void merge(int arr[], int start, int mid, int end) {
  int i, j, temp[50], temp_index;
  i = start;
  temp_index = start;
  j = mid + 1;
  for (; i <= mid && j <= end; temp_index++) {
    temp[temp_index] = arr[i] < arr[j] ? arr[i++] : arr[j++];
  }
  for (; i <= mid; i++, temp_index++) {
    temp[temp_index] = arr[i];
  }
  for (; j <= end; j++, temp_index++) {
    temp[temp_index] = arr[j];
  }
  for (i = 0; i < temp_index; i++) {
    arr[i] = temp[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xf4(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0xf5(%rbp)
jg     1153 <merge+0x53>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0xf5(%rbp)
mov    -0xf5(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1166 <merge+0x66>
jmp    11e5 <merge+0xe5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11a2 <merge+0xa2>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0xfc(%rbp)
jmp    11bd <merge+0xbd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0xfc(%rbp)
mov    -0xfc(%rbp),%ecx
movslq -0xf4(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0xf4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xf4(%rbp)
jmp    1130 <merge+0x30>
jmp    11ea <merge+0xea>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     122c <merge+0x12c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
movslq -0xf4(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xf4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xf4(%rbp)
jmp    11ea <merge+0xea>
jmp    1231 <merge+0x131>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1273 <merge+0x173>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
movslq -0xf4(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0xf0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xf4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xf4(%rbp)
jmp    1231 <merge+0x131>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xf4(%rbp),%eax
jge    12ad <merge+0x1ad>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0xf0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    127a <merge+0x17a>
add    $0x80,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xd0,%rsp
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%r15d
mov    %rdi,%r12
lea    0x1(%r15),%ebx
cmp    %edx,%esi
jg     1178 <merge+0x68>
cmp    %r14d,%r15d
jge    1178 <merge+0x68>
movslq %esi,%rax
lea    (%rsp,%rax,4),%r9
mov    %esi,%eax
nop
cltq
mov    (%r12,%rax,4),%r8d
movslq %ebx,%rbx
mov    (%r12,%rbx,4),%edi
xor    %edx,%edx
xor    %ecx,%ecx
cmp    %edi,%r8d
setge  %dl
setl   %cl
cmovl  %r8d,%edi
add    %ecx,%eax
add    %edx,%ebx
mov    %edi,(%r9)
add    $0x1,%esi
cmp    %r15d,%eax
jg     117a <merge+0x6a>
add    $0x4,%r9
cmp    %r14d,%ebx
jle    1140 <merge+0x30>
jmp    117a <merge+0x6a>
mov    %esi,%eax
cmp    %r15d,%eax
jle    11aa <merge+0x9a>
cmp    %r14d,%ebx
jle    11d4 <merge+0xc4>
test   %esi,%esi
jle    1199 <merge+0x89>
mov    %esi,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    %rsp,%rsi
mov    %r12,%rdi
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0xd0,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret
movslq %esi,%r13
lea    (%rsp,%r13,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%rsi
sub    %eax,%r15d
lea    0x4(,%r15,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    (%r15,%r13,1),%esi
add    $0x1,%esi
cmp    %r14d,%ebx
jg     1184 <merge+0x74>
movslq %esi,%r15
lea    (%rsp,%r15,4),%rdi
movslq %ebx,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
sub    %ebx,%r14d
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    (%r15,%r14,1),%esi
add    $0x1,%esi
test   %esi,%esi
jg     1188 <merge+0x78>
jmp    1199 <merge+0x89>

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 [50 x 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* %6
store i32 %13, i32* %9
%14 = load i32, i32* %6
store i32 %14, i32* %12
%15 = load i32, i32* %7
%16 = add nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %10
br label %17
17: ; preds = %58, %4
%18 = load i32, i32* %9
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp sle i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %25
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %10
%23 = load i32, i32* %8
%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 %61
27: ; preds = %25
%28 = load i32*, i32** %5
%29 = load i32, i32* %9
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32*, i32** %5
%34 = load i32, i32* %10
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp slt i32 %32, %37
br i1 %38, label %39, label %46
39: ; preds = %27
%40 = load i32*, i32** %5
%41 = load i32, i32* %9
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %9
%43 = sext i32 %41 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
br label %53
46: ; preds = %27
%47 = load i32*, i32** %5
%48 = load i32, i32* %10
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %10
%50 = sext i32 %48 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
br label %53
53: ; preds = %46, %39
%54 = phi i32 [ %45, %39 ], [ %52, %46 ]
%55 = load i32, i32* %12
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %11, i64 0, i64 %56
store i32 %54, i32* %57
br label %58
58: ; preds = %53
%59 = load i32, i32* %12
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %12
br label %17
61: ; preds = %25
br label %62
62: ; preds = %75, %61
%63 = load i32, i32* %9
%64 = load i32, i32* %7
%65 = icmp sle i32 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %80
66: ; preds = %62
%67 = load i32*, i32** %5
%68 = load i32, i32* %9
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32, i32* %12
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %11, i64 0, i64 %73
store i32 %71, i32* %74
br label %75
75: ; preds = %66
%76 = load i32, i32* %9
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %9
%78 = load i32, i32* %12
%79 = add nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %12
br label %62
80: ; preds = %62
br label %81
81: ; preds = %94, %80
%82 = load i32, i32* %10
%83 = load i32, i32* %8
%84 = icmp sle i32 %82, %83
br i1 %84, label %85, label %99
85: ; preds = %81
%86 = load i32*, i32** %5
%87 = load i32, i32* %10
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = load i32, i32* %12
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %11, i64 0, i64 %92
store i32 %90, i32* %93
br label %94
94: ; preds = %85
%95 = load i32, i32* %10
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %10
%97 = load i32, i32* %12
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %12
br label %81
99: ; preds = %81
store i32 0, i32* %9
br label %100
100: ; preds = %113, %99
%101 = load i32, i32* %9
%102 = load i32, i32* %12
%103 = icmp slt i32 %101, %102
br i1 %103, label %104, label %116
104: ; preds = %100
%105 = load i32, i32* %9
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %11, i64 0, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
%109 = load i32*, i32** %5
%110 = load i32, i32* %9
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 %111
store i32 %108, i32* %112
br label %113
113: ; preds = %104
%114 = load i32, i32* %9
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %9
br label %100
116: ; preds = %100
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = bitcast i32* %0 to i8*
%6 = alloca [50 x i32]
%7 = bitcast [50 x i32]* %6 to i8*
%8 = add i32 %2, 1
%9 = icmp sle i32 %1, %2
%10 = icmp slt i32 %2, %3
%11 = and i1 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %16
12: ; preds = %4
%13 = sext i32 %1 to i64
br label %34
14: ; preds = %34
%15 = trunc i64 %52 to i32
br label %16
16: ; preds = %14, %4
%17 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %46, %14 ]
%18 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %49, %14 ]
%19 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %15, %14 ]
%20 = icmp sgt i32 %17, %2
br i1 %20, label %56, label %21
21: ; preds = %16
%22 = sext i32 %19 to i64
%23 = getelementptr [50 x i32], [50 x i32]* %6, i64 0, i64 %22
%24 = bitcast i32* %23 to i8*
%25 = sext i32 %17 to i64
%26 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %25
%27 = bitcast i32* %26 to i8*
%28 = sub i32 %2, %17
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = shl nuw nsw i64 %29, 2
%31 = add nuw nsw i64 %30, 4
%32 = add i32 %19, %28
%33 = add i32 %32, 1
br label %56
34: ; preds = %12, %34
%35 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %52, %34 ]
%36 = phi i32 [ %8, %12 ], [ %49, %34 ]
%37 = phi i32 [ %1, %12 ], [ %46, %34 ]
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = sext i32 %36 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp slt i32 %40, %43
%45 = zext i1 %44 to i32
%46 = add nsw i32 %37, %45
%47 = xor i1 %44, true
%48 = zext i1 %47 to i32
%49 = add nsw i32 %36, %48
%50 = select i1 %44, i32 %40, i32 %43
%51 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %6, i64 0, i64 %35
store i32 %50, i32* %51
%52 = add i64 %35, 1
%53 = icmp sle i32 %46, %2
%54 = icmp sle i32 %49, %3
%55 = select i1 %53, i1 %54, i1 false
br i1 %55, label %34, label %14
56: ; preds = %21, %16
%57 = phi i32 [ %19, %16 ], [ %33, %21 ]
%58 = icmp sgt i32 %18, %3
br i1 %58, label %72, label %59
59: ; preds = %56
%60 = sext i32 %57 to i64
%61 = getelementptr [50 x i32], [50 x i32]* %6, i64 0, i64 %60
%62 = bitcast i32* %61 to i8*
%63 = sext i32 %18 to i64
%64 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %63
%65 = bitcast i32* %64 to i8*
%66 = sub i32 %3, %18
%67 = zext i32 %66 to i64
%68 = shl nuw nsw i64 %67, 2
%69 = add nuw nsw i64 %68, 4
%70 = add i32 %57, %66
%71 = add i32 %70, 1
br label %72
72: ; preds = %59, %56
%73 = phi i32 [ %57, %56 ], [ %71, %59 ]
%74 = icmp sgt i32 %73, 0
br i1 %74, label %75, label %78
75: ; preds = %72
%76 = zext i32 %73 to i64
%77 = shl nuw nsw i64 %76, 2
br label %78
78: ; preds = %75, %72
ret void
}