#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 */
typedef scalar_t__ int64_t;
typedef int /*<<< orphan*/ dst;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ free(scalar_t__ *);
scalar_t__ malloc(size_t const);
int /*<<< orphan*/ memcpy(scalar_t__ *, scalar_t__ *, size_t const);
int /*<<< orphan*/ sorter_binary_insertion_sort(scalar_t__ *, size_t const);
void sorter_merge_sort(int64_t *dst, const size_t size) {
  int64_t *newdst;
  const size_t middle = size / 2;
  size_t out = 0;
  size_t i = 0;
  size_t j = middle;
  if (size <= 1) {
    return;
  }
  if (size < 16) {
    sorter_binary_insertion_sort(dst, size);
    return;
  }
  sorter_merge_sort(dst, middle);
  sorter_merge_sort(&dst[middle], size - middle);
  newdst = (int64_t *)malloc(size * sizeof(int64_t));
  while (out != size) {
    if (i < middle) {
      if (j < size) {
        if (((dst[i]) - (dst[j])) <= 0) {
          newdst[out] = dst[i++];
        } else {
          newdst[out] = dst[j++];
        }
      } else {
        newdst[out] = dst[i++];
      }
    } else {
      newdst[out] = dst[j++];
    }
    out++;
  }
  memcpy(dst, newdst, size * sizeof(int64_t));
  free(newdst);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sorter_merge_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x1,-0x10(%rbp)
ja     1194 <sorter_merge_sort+0x44>
jmp    1301 <sorter_merge_sort+0x1b1>
cmpq   $0x10,-0x10(%rbp)
jae    11b1 <sorter_merge_sort+0x61>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1070 <sorter_binary_insertion_sort@plt>
jmp    1301 <sorter_merge_sort+0x1b1>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
call   1060 <sorter_merge_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
sub    -0x20(%rbp),%rsi
call   1060 <sorter_merge_sort@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
shl    $0x3,%rdi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
je     12e3 <sorter_merge_sort+0x193>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jae    12af <sorter_merge_sort+0x15f>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    1287 <sorter_merge_sort+0x137>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rdx
sub    (%rcx,%rdx,8),%rax
cmp    $0x0,%rax
jg     125f <sorter_merge_sort+0x10f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    1282 <sorter_merge_sort+0x132>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    12aa <sorter_merge_sort+0x15a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    12d2 <sorter_merge_sort+0x182>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11eb <sorter_merge_sort+0x9b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rdx
shl    $0x3,%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sorter_merge_sort>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x2,%rsi
jae    1169 <sorter_merge_sort+0x19>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r14
cmp    $0xf,%rsi
ja     1189 <sorter_merge_sort+0x39>
mov    %r14,%rdi
mov    %rbx,%rsi
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1070 <sorter_binary_insertion_sort@plt>
mov    %rbx,%r15
shr    %r15
mov    %r14,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1060 <sorter_merge_sort@plt>
lea    (%r14,%r15,8),%rdi
mov    %rbx,%rsi
sub    %r15,%rsi
call   1060 <sorter_merge_sort@plt>
lea    0x0(,%rbx,8),%r12
mov    %r12,%rdi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
xor    %eax,%eax
mov    %r15,%rcx
xor    %edx,%edx
jmp    11e6 <sorter_merge_sort+0x96>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    (%r14,%rcx,8),%rsi
add    $0x1,%rcx
mov    %rsi,0x0(%r13,%rdx,8)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rbx
je     121a <sorter_merge_sort+0xca>
cmp    %r15,%rax
jae    11d0 <sorter_merge_sort+0x80>
cmp    %rbx,%rcx
jae    1210 <sorter_merge_sort+0xc0>
mov    (%r14,%rax,8),%rsi
mov    (%r14,%rcx,8),%rdi
cmp    %rdi,%rsi
jle    1214 <sorter_merge_sort+0xc4>
add    $0x1,%rcx
mov    %rdi,%rsi
jmp    11d8 <sorter_merge_sort+0x88>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r14,%rax,8),%rsi
add    $0x1,%rax
jmp    11d8 <sorter_merge_sort+0x88>
mov    %r14,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r12,%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r13,%rdi
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1030 <free@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @sorter_merge_sort(i64* %0, i64 %1) {
%3 = lshr i64 %1, 1
%4 = icmp ult i64 %1, 2
br i1 %4, label %50, label %5
5: ; preds = %2
%6 = icmp ult i64 %1, 16
br i1 %6, label %7, label %9
7: ; preds = %5
%8 = tail call i32 @sorter_binary_insertion_sort(i64* %0, i64 %1)
br label %50
9: ; preds = %5
tail call void @sorter_merge_sort(i64* %0, i64 %3)
%10 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %3
%11 = sub i64 %1, %3
tail call void @sorter_merge_sort(i64* %10, i64 %11)
%12 = shl i64 %1, 3
%13 = tail call i64 @malloc(i64 %12)
%14 = inttoptr i64 %13 to i64*
br label %15
15: ; preds = %9, %40
%16 = phi i64 [ %43, %40 ], [ %3, %9 ]
%17 = phi i64 [ %42, %40 ], [ 0, %9 ]
%18 = phi i64 [ %45, %40 ], [ 0, %9 ]
%19 = icmp ult i64 %17, %3
br i1 %19, label %20, label %36
20: ; preds = %15
%21 = icmp ult i64 %16, %1
br i1 %21, label %22, label %32
22: ; preds = %20
%23 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %17
%24 = load i64, i64* %23
%25 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %16
%26 = load i64, i64* %25
%27 = icmp sgt i64 %24, %26
br i1 %27, label %30, label %28
28: ; preds = %22
%29 = add nuw i64 %17, 1
br label %40
30: ; preds = %22
%31 = add nuw i64 %16, 1
br label %40
32: ; preds = %20
%33 = add nuw i64 %17, 1
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %17
%35 = load i64, i64* %34
br label %40
36: ; preds = %15
%37 = add i64 %16, 1
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %16
%39 = load i64, i64* %38
br label %40
40: ; preds = %32, %30, %28, %36
%41 = phi i64 [ %35, %32 ], [ %26, %30 ], [ %24, %28 ], [ %39, %36 ]
%42 = phi i64 [ %33, %32 ], [ %17, %30 ], [ %29, %28 ], [ %17, %36 ]
%43 = phi i64 [ %16, %32 ], [ %31, %30 ], [ %16, %28 ], [ %37, %36 ]
%44 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 %18
store i64 %41, i64* %44
%45 = add nuw i64 %18, 1
%46 = icmp eq i64 %45, %1
br i1 %46, label %47, label %15
47: ; preds = %40
%48 = tail call i32 @memcpy(i64* %0, i64* %14, i64 %12)
%49 = tail call i32 @free(i64* %14)
br label %50
50: ; preds = %2, %47, %7
ret void
}