#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 */
scalar_t__ calloc(unsigned long, int);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int /*<<< orphan*/ memmove(int *, int *, unsigned long);
void merge(int *ptr, int firstIndex, int mid, int lastIndex) {
  int *l1, *l2;
  long unsigned int i = 0, j = 0, k = 0, count1 = mid - firstIndex,
                    count2 = lastIndex - mid + 1, count3 = count1 + count2;
  int *l3 = (int *)calloc(count3, sizeof *ptr);
  l1 = ptr + firstIndex;
  l2 = ptr + mid;
  while (i < count1 && j < count2) {
    *(l3 + k++) = *(l1 + i) <= *(l2 + j) ? *(l1 + i++) : *(l2 + j++);
  }
  if (i < count1) {
    memmove(l3 + k, l1 + i, (count1 - i) * sizeof *l1);
  };
  if (j < count2) {
    memmove(l3 + k, l2 + j, (count2 - j) * sizeof *l2);
  };
  memmove(ptr + firstIndex, l3, count3 * sizeof *l3);
  free(l3);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
cltq
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rdi
mov    $0x4,%esi
call   1040 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x48(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x61(%rbp)
jae    11dd <merge+0xad>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x50(%rbp),%rax
setb   %al
mov    %al,-0x61(%rbp)
mov    -0x61(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11ed <merge+0xbd>
jmp    125e <merge+0x12e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     1227 <merge+0xf7>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x68(%rbp)
jmp    1240 <merge+0x110>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x68(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%edx
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,-0x40(%rbp)
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11bc <merge+0x8c>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x48(%rbp),%rax
jae    129b <merge+0x16b>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x30(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x48(%rbp),%rdx
sub    -0x30(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
call   1050 <memmove@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x50(%rbp),%rax
jae    12d8 <merge+0x1a8>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
mov    -0x38(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x50(%rbp),%rdx
sub    -0x38(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
call   1050 <memmove@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x60(%rbp),%rsi
mov    -0x58(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
call   1050 <memmove@plt>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x70,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%r12d
mov    %rdi,%r14
mov    %edx,%eax
sub    %esi,%eax
movslq %eax,%r13
sub    %edx,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,0x8(%rsp)
movslq %ecx,%rbx
lea    (%rbx,%r13,1),%rdi
mov    %rdi,0x10(%rsp)
mov    $0x4,%esi
call   1040 <calloc@plt>
movslq %r12d,%rcx
lea    (%r14,%rcx,4),%r8
movslq %ebp,%rcx
lea    (%r14,%rcx,4),%r9
test   %ebx,%ebx
setne  %r15b
xor    %r14d,%r14d
test   %r13d,%r13d
setne  %cl
je     1277 <merge+0x147>
mov    $0x0,%r12d
mov    $0x0,%edx
cmpl   $0x0,0x8(%rsp)
je     11f1 <merge+0xc1>
xor    %edx,%edx
xor    %r12d,%r12d
xor    %r14d,%r14d
nopl   0x0(%rax)
mov    %r12,%rcx
mov    %rdx,%rbp
mov    (%r8,%rdx,4),%esi
mov    (%r9,%r12,4),%edi
xor    %edx,%edx
xor    %r12d,%r12d
cmp    %edi,%esi
setle  %dl
setg   %r12b
cmovg  %edi,%esi
add    %rcx,%r12
add    %rbp,%rdx
mov    %esi,(%rax,%r14,4)
add    $0x1,%r14
cmp    %rbx,%r12
setb   %r15b
cmp    %r13,%rdx
setb   %cl
jae    11f1 <merge+0xc1>
cmp    %rbx,%r12
jb     11b0 <merge+0x80>
test   %cl,%cl
je     1222 <merge+0xf2>
lea    (%rax,%r14,4),%rdi
lea    (%r8,%rdx,4),%rsi
sub    %rdx,%r13
shl    $0x2,%r13
mov    %r13,%rdx
mov    %rax,%r13
mov    %r8,%rbp
mov    %r9,0x8(%rsp)
call   1050 <memmove@plt>
mov    0x8(%rsp),%r9
mov    %rbp,%r8
mov    %r13,%rax
test   %r15b,%r15b
je     124a <merge+0x11a>
lea    (%rax,%r14,4),%rdi
lea    (%r9,%r12,4),%rsi
sub    %r12,%rbx
shl    $0x2,%rbx
mov    %rbx,%rdx
mov    %rax,%rbx
mov    %r8,%rbp
call   1050 <memmove@plt>
mov    %rbp,%r8
mov    %rbx,%rax
mov    0x10(%rsp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
mov    %r8,%rdi
mov    %rax,%rsi
mov    %rax,%rbx
call   1050 <memmove@plt>
mov    %rbx,%rdi
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>
xor    %r12d,%r12d
xor    %edx,%edx
test   %cl,%cl
jne    11f5 <merge+0xc5>
jmp    1222 <merge+0xf2>

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 i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i64
%15 = alloca i64
%16 = alloca i64
%17 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
store i64 0, i64* %11
store i64 0, i64* %12
store i64 0, i64* %13
%18 = load i32, i32* %7
%19 = load i32, i32* %6
%20 = sub nsw i32 %18, %19
%21 = sext i32 %20 to i64
store i64 %21, i64* %14
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sub nsw i32 %22, %23
%25 = add nsw i32 %24, 1
%26 = sext i32 %25 to i64
store i64 %26, i64* %15
%27 = load i64, i64* %14
%28 = load i64, i64* %15
%29 = add i64 %27, %28
store i64 %29, i64* %16
%30 = load i64, i64* %16
%31 = call i64 @calloc(i64 %30, i32 4)
%32 = inttoptr i64 %31 to i32*
store i32* %32, i32** %17
%33 = load i32*, i32** %5
%34 = load i32, i32* %6
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
store i32* %36, i32** %9
%37 = load i32*, i32** %5
%38 = load i32, i32* %7
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
store i32* %40, i32** %10
br label %41
41: ; preds = %73, %4
%42 = load i64, i64* %11
%43 = load i64, i64* %14
%44 = icmp ult i64 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %49
45: ; preds = %41
%46 = load i64, i64* %12
%47 = load i64, i64* %15
%48 = icmp ult i64 %46, %47
br label %49
49: ; preds = %45, %41
%50 = phi i1 [ false, %41 ], [ %48, %45 ]
br i1 %50, label %51, label %79
51: ; preds = %49
%52 = load i32*, i32** %9
%53 = load i64, i64* %11
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = load i32*, i32** %10
%57 = load i64, i64* %12
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = icmp sle i32 %55, %59
br i1 %60, label %61, label %67
61: ; preds = %51
%62 = load i32*, i32** %9
%63 = load i64, i64* %11
%64 = add i64 %63, 1
store i64 %64, i64* %11
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %63
%66 = load i32, i32* %65
br label %73
67: ; preds = %51
%68 = load i32*, i32** %10
%69 = load i64, i64* %12
%70 = add i64 %69, 1
store i64 %70, i64* %12
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %69
%72 = load i32, i32* %71
br label %73
73: ; preds = %67, %61
%74 = phi i32 [ %66, %61 ], [ %72, %67 ]
%75 = load i32*, i32** %17
%76 = load i64, i64* %13
%77 = add i64 %76, 1
store i64 %77, i64* %13
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %76
store i32 %74, i32* %78
br label %41
79: ; preds = %49
%80 = load i64, i64* %11
%81 = load i64, i64* %14
%82 = icmp ult i64 %80, %81
br i1 %82, label %83, label %95
83: ; preds = %79
%84 = load i32*, i32** %17
%85 = load i64, i64* %13
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %85
%87 = load i32*, i32** %9
%88 = load i64, i64* %11
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %88
%90 = load i64, i64* %14
%91 = load i64, i64* %11
%92 = sub i64 %90, %91
%93 = mul i64 %92, 4
%94 = call i32 @memmove(i32* %86, i32* %89, i64 %93)
br label %95
95: ; preds = %83, %79
%96 = load i64, i64* %12
%97 = load i64, i64* %15
%98 = icmp ult i64 %96, %97
br i1 %98, label %99, label %111
99: ; preds = %95
%100 = load i32*, i32** %17
%101 = load i64, i64* %13
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i64 %101
%103 = load i32*, i32** %10
%104 = load i64, i64* %12
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 %104
%106 = load i64, i64* %15
%107 = load i64, i64* %12
%108 = sub i64 %106, %107
%109 = mul i64 %108, 4
%110 = call i32 @memmove(i32* %102, i32* %105, i64 %109)
br label %111
111: ; preds = %99, %95
%112 = load i32*, i32** %5
%113 = load i32, i32* %6
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 %114
%116 = load i32*, i32** %17
%117 = load i64, i64* %16
%118 = mul i64 %117, 4
%119 = call i32 @memmove(i32* %115, i32* %116, i64 %118)
%120 = load i32*, i32** %17
%121 = call i32 @free(i32* %120)
ret void
}

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