#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*/ _reverse(int *, int, int);
void _merge_without_extra_space(int *nums, int left, int mid, int right) {
  int p = left;
  while (p <= mid && mid < right) {
    while (p <= mid && nums[p] <= nums[mid + 1]) {
      p++;
    }
    if (p > mid) {
      break;
    }
    int offset = 1;
    while (mid + offset + 1 <= right && nums[p] > nums[mid + offset + 1]) {
      offset++;
    }
    _reverse(nums, p, mid + offset);
    _reverse(nums, p, p + offset - 1);
    _reverse(nums, p + offset, mid + offset);
    p += offset;
    mid = mid + offset;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_merge_without_extra_space>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%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    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jg     1148 <_merge_without_extra_space+0x38>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1158 <_merge_without_extra_space+0x48>
jmp    1271 <_merge_without_extra_space+0x161>
jmp    115d <_merge_without_extra_space+0x4d>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1e(%rbp)
jg     118f <_merge_without_extra_space+0x7f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x1e(%rbp)
mov    -0x1e(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    119f <_merge_without_extra_space+0x8f>
jmp    11ad <_merge_without_extra_space+0x9d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    115d <_merge_without_extra_space+0x4d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    11be <_merge_without_extra_space+0xae>
jmp    1271 <_merge_without_extra_space+0x161>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1f(%rbp)
jg     1200 <_merge_without_extra_space+0xf0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%edx
add    -0x1c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1f(%rbp)
mov    -0x1f(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1210 <_merge_without_extra_space+0x100>
jmp    121e <_merge_without_extra_space+0x10e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11c5 <_merge_without_extra_space+0xb5>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
add    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <_reverse@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
add    -0x1c(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <_reverse@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
add    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
add    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <_reverse@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112b <_merge_without_extra_space+0x1b>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_merge_without_extra_space>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
cmp    %ecx,%edx
jge    1256 <_merge_without_extra_space+0x146>
mov    %esi,%r12d
cmp    %edx,%esi
jg     1256 <_merge_without_extra_space+0x146>
movslq %ecx,%r11
movabs $0x100000000,%r14
cmp    %edx,%r12d
jg     1256 <_merge_without_extra_space+0x146>
lea    0x1(%rdx),%eax
mov    %eax,0x4(%rsp)
movslq %edx,%r9
lea    (%rdi,%r9,4),%r8
add    $0x4,%r8
mov    0x4(%rdi,%r9,4),%r10d
movslq %r12d,%rsi
lea    (%rdi,%rsi,4),%rbx
shl    $0x20,%rsi
mov    %r12d,%r15d
mov    %edx,%eax
not    %eax
add    %r15,%rax
xor    %r13d,%r13d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %r10d,(%rbx,%r13,4)
jg     11a0 <_merge_without_extra_space+0x90>
add    %r14,%rsi
add    $0x1,%r13
mov    %r13d,%ebp
add    %eax,%ebp
jne    1180 <_merge_without_extra_space+0x70>
jmp    1256 <_merge_without_extra_space+0x146>
nopl   0x0(%rax)
add    %r13,%r15
mov    %r15,%rbx
mov    $0x1,%r15d
mov    0x4(%rsp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    11f2 <_merge_without_extra_space+0xe2>
sar    $0x1e,%rsi
mov    (%rdi,%rsi,1),%esi
mov    %ecx,%r15d
sub    %edx,%r15d
mov    $0x1,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
cmp    (%r8,%rax,4),%esi
jle    11eb <_merge_without_extra_space+0xdb>
lea    (%r9,%rax,1),%rbp
add    $0x1,%rbp
add    $0x1,%rax
cmp    %r11,%rbp
jl     11d0 <_merge_without_extra_space+0xc0>
mov    %ecx,%eax
jmp    11f2 <_merge_without_extra_space+0xe2>
add    %eax,%edx
mov    %eax,%r15d
mov    %edx,%eax
mov    %rbx,%rsi
mov    %rbx,0x8(%rsp)
mov    %eax,%edx
mov    %ecx,0x4(%rsp)
mov    %rdi,%rbp
mov    %r11,0x10(%rsp)
mov    %eax,%ebx
call   1030 <_reverse@plt>
add    %r12d,%r15d
mov    %r15d,%r12d
add    %r13d,%r12d
lea    (%r15,%r13,1),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %rbp,%rdi
mov    0x8(%rsp),%rsi
call   1030 <_reverse@plt>
mov    %rbp,%rdi
mov    %r12d,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1030 <_reverse@plt>
mov    0x10(%rsp),%r11
mov    0x4(%rsp),%ecx
cmp    %ecx,%ebx
jge    1256 <_merge_without_extra_space+0x146>
mov    %rbp,%rdi
mov    %ebx,%eax
mov    %ebx,%edx
cmp    %ebx,%r12d
jle    113e <_merge_without_extra_space+0x2e>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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