#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*/ memcpy(int *, int *, int);
void merge_sort_r(int n, int *restrict *pegs, int out) {
  if (n <= 1) {
    pegs[out][0] = pegs[0][0];
  } else {
    int h = n / 2;
    int l = 0;
    int r = h;
    int i = 0;
    int *restrict pegs_right[2] = {pegs[0] + h, pegs[1] + h};
    merge_sort_r(h, pegs, !out);
    merge_sort_r(n - h, pegs_right, !out);
    while (l < h && r < n) {
      if (pegs[!out][l] < pegs[!out][r])
        pegs[out][i++] = pegs[!out][l++];
      else
        pegs[out][i++] = pegs[!out][r++];
    }
    memcpy(&pegs[out][i], &pegs[!out][l], (h - l) * sizeof(int));
    memcpy(&pegs[out][i], &pegs[!out][r], (n - r) * sizeof(int));
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge_sort_r>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x4(%rbp)
jg     1158 <merge_sort_r+0x38>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,8),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    1391 <merge_sort_r+0x271>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edx
call   1040 <merge_sort_r@plt>
mov    -0x4(%rbp),%edi
sub    -0x18(%rbp),%edi
lea    -0x40(%rbp),%rsi
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edx
call   1040 <merge_sort_r@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x41(%rbp)
jge    11fb <merge_sort_r+0xdb>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x41(%rbp)
mov    -0x41(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    120b <merge_sort_r+0xeb>
jmp    12f1 <merge_sort_r+0x1d1>
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %cl
xor    $0xff,%cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %dl
xor    $0xff,%dl
and    $0x1,%dl
movzbl %dl,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    12a3 <merge_sort_r+0x183>
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %cl
xor    $0xff,%cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12ec <merge_sort_r+0x1cc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %cl
xor    $0xff,%cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11de <merge_sort_r+0xbe>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
movslq -0x24(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %cl
xor    $0xff,%cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rsi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
movslq -0x24(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setne  %cl
xor    $0xff,%cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rsi
movslq -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    -0x20(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge_sort_r>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %edx,%r12d
mov    %rsi,%r14
cmp    $0x1,%edi
jg     114c <merge_sort_r+0x2c>
mov    (%r14),%rax
mov    (%rax),%eax
movslq %r12d,%rcx
mov    (%r14,%rcx,8),%rcx
mov    %eax,(%rcx)
jmp    1226 <merge_sort_r+0x106>
mov    %edi,%r13d
mov    %edi,%r15d
shr    %r15d
lea    0x0(,%r15,4),%rax
mov    (%r14),%rcx
add    %rax,%rcx
mov    %rcx,0x10(%rsp)
add    0x8(%r14),%rax
mov    %rax,0x18(%rsp)
xor    %ebx,%ebx
test   %r12d,%r12d
sete   %bl
mov    %r15d,%edi
mov    %r14,%rsi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <merge_sort_r@plt>
mov    %r13d,%edi
sub    %r15d,%edi
lea    0x10(%rsp),%rsi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <merge_sort_r@plt>
mov    %rbx,0x8(%rsp)
mov    (%r14,%rbx,8),%r8
movslq %r12d,%r12
mov    (%r14,%r12,8),%rdi
xor    %ecx,%ecx
mov    %r15d,%ebp
xor    %esi,%esi
nop
mov    %esi,%edx
mov    %ebp,%r9d
mov    %esi,%esi
mov    (%r8,%rsi,4),%eax
mov    %ebp,%esi
mov    (%r8,%rsi,4),%ebx
xor    %ebp,%ebp
xor    %esi,%esi
cmp    %ebx,%eax
setge  %bpl
setl   %sil
cmovl  %eax,%ebx
add    %edx,%esi
add    %r9d,%ebp
mov    %ebx,(%rdi,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
mov    %r15d,%edx
sub    %esi,%edx
jbe    11ea <merge_sort_r+0xca>
cmp    %r13d,%ebp
jl     11b0 <merge_sort_r+0x90>
sub    %ebp,%r13d
mov    %ecx,%ebx
shl    $0x2,%rbx
add    %rbx,%rdi
mov    %esi,%eax
lea    (%r8,%rax,4),%rsi
shl    $0x2,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
add    (%r14,%r12,8),%rbx
mov    %ebp,%esi
shl    $0x2,%rsi
mov    0x8(%rsp),%rax
add    (%r14,%rax,8),%rsi
shl    $0x2,%r13d
mov    %rbx,%rdi
mov    %r13d,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @merge_sort_r(i32 %0, i32** %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca [2 x i32*]
store i32 %0, i32* %4
store i32** %1, i32*** %5
store i32 %2, i32* %6
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp sle i32 %12, 1
br i1 %13, label %14, label %26
14: ; preds = %3
%15 = load i32**, i32*** %5
%16 = getelementptr inbounds i32*, i32** %15, i64 0
%17 = load i32*, i32** %16
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 0
%19 = load i32, i32* %18
%20 = load i32**, i32*** %5
%21 = load i32, i32* %6
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32*, i32** %20, i64 %22
%24 = load i32*, i32** %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 0
store i32 %19, i32* %25
br label %194
26: ; preds = %3
%27 = load i32, i32* %4
%28 = sdiv i32 %27, 2
store i32 %28, i32* %7
store i32 0, i32* %8
%29 = load i32, i32* %7
store i32 %29, i32* %9
store i32 0, i32* %10
%30 = getelementptr inbounds [2 x i32*], [2 x i32*]* %11, i64 0, i64 0
%31 = load i32**, i32*** %5
%32 = getelementptr inbounds i32*, i32** %31, i64 0
%33 = load i32*, i32** %32
%34 = load i32, i32* %7
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
store i32* %36, i32** %30
%37 = getelementptr inbounds i32*, i32** %30, i64 1
%38 = load i32**, i32*** %5
%39 = getelementptr inbounds i32*, i32** %38, i64 1
%40 = load i32*, i32** %39
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
store i32* %43, i32** %37
%44 = load i32, i32* %7
%45 = load i32**, i32*** %5
%46 = load i32, i32* %6
%47 = icmp ne i32 %46, 0
%48 = xor i1 %47, true
%49 = zext i1 %48 to i32
%50 = load i32, i32* %4
%51 = load i32, i32* %7
%52 = sub nsw i32 %50, %51
%53 = getelementptr inbounds [2 x i32*], [2 x i32*]* %11, i64 0, i64 0
%54 = load i32, i32* %6
%55 = icmp ne i32 %54, 0
%56 = xor i1 %55, true
%57 = zext i1 %56 to i32
br label %58
58: ; preds = %140, %26
%59 = load i32, i32* %8
%60 = load i32, i32* %7
%61 = icmp slt i32 %59, %60
br i1 %61, label %62, label %66
62: ; preds = %58
%63 = load i32, i32* %9
%64 = load i32, i32* %4
%65 = icmp slt i32 %63, %64
br label %66
66: ; preds = %62, %58
%67 = phi i1 [ false, %58 ], [ %65, %62 ]
br i1 %67, label %68, label %141
68: ; preds = %66
%69 = load i32**, i32*** %5
%70 = load i32, i32* %6
%71 = icmp ne i32 %70, 0
%72 = xor i1 %71, true
%73 = zext i1 %72 to i32
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32*, i32** %69, i64 %74
%76 = load i32*, i32** %75
%77 = load i32, i32* %8
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = load i32**, i32*** %5
%82 = load i32, i32* %6
%83 = icmp ne i32 %82, 0
%84 = xor i1 %83, true
%85 = zext i1 %84 to i32
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i32*, i32** %81, i64 %86
%88 = load i32*, i32** %87
%89 = load i32, i32* %9
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = icmp slt i32 %80, %92
br i1 %93, label %94, label %117
94: ; preds = %68
%95 = load i32**, i32*** %5
%96 = load i32, i32* %6
%97 = icmp ne i32 %96, 0
%98 = xor i1 %97, true
%99 = zext i1 %98 to i32
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32*, i32** %95, i64 %100
%102 = load i32*, i32** %101
%103 = load i32, i32* %8
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %8
%105 = sext i32 %103 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %105
%107 = load i32, i32* %106
%108 = load i32**, i32*** %5
%109 = load i32, i32* %6
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i32*, i32** %108, i64 %110
%112 = load i32*, i32** %111
%113 = load i32, i32* %10
%114 = add nsw i32 %113, 1
store i32 %114, i32* %10
%115 = sext i32 %113 to i64
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 %115
store i32 %107, i32* %116
br label %140
117: ; preds = %68
%118 = load i32**, i32*** %5
%119 = load i32, i32* %6
%120 = icmp ne i32 %119, 0
%121 = xor i1 %120, true
%122 = zext i1 %121 to i32
%123 = sext i32 %122 to i64
%124 = getelementptr inbounds i32*, i32** %118, i64 %123
%125 = load i32*, i32** %124
%126 = load i32, i32* %9
%127 = add nsw i32 %126, 1
store i32 %127, i32* %9
%128 = sext i32 %126 to i64
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %125, i64 %128
%130 = load i32, i32* %129
%131 = load i32**, i32*** %5
%132 = load i32, i32* %6
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds i32*, i32** %131, i64 %133
%135 = load i32*, i32** %134
%136 = load i32, i32* %10
%137 = add nsw i32 %136, 1
store i32 %137, i32* %10
%138 = sext i32 %136 to i64
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %135, i64 %138
store i32 %130, i32* %139
br label %140
140: ; preds = %117, %94
br label %58
141: ; preds = %66
%142 = load i32**, i32*** %5
%143 = load i32, i32* %6
%144 = sext i32 %143 to i64
%145 = getelementptr inbounds i32*, i32** %142, i64 %144
%146 = load i32*, i32** %145
%147 = load i32, i32* %10
%148 = sext i32 %147 to i64
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %146, i64 %148
%150 = load i32**, i32*** %5
%151 = load i32, i32* %6
%152 = icmp ne i32 %151, 0
%153 = xor i1 %152, true
%154 = zext i1 %153 to i32
%155 = sext i32 %154 to i64
%156 = getelementptr inbounds i32*, i32** %150, i64 %155
%157 = load i32*, i32** %156
%158 = load i32, i32* %8
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = getelementptr inbounds i32, i32* %157, i64 %159
%161 = load i32, i32* %7
%162 = load i32, i32* %8
%163 = sub nsw i32 %161, %162
%164 = sext i32 %163 to i64
%165 = mul i64 %164, 4
%166 = trunc i64 %165 to i32
%167 = call i32 @memcpy(i32* %149, i32* %160, i32 %166)
%168 = load i32**, i32*** %5
%169 = load i32, i32* %6
%170 = sext i32 %169 to i64
%171 = getelementptr inbounds i32*, i32** %168, i64 %170
%172 = load i32*, i32** %171
%173 = load i32, i32* %10
%174 = sext i32 %173 to i64
%175 = getelementptr inbounds i32, i32* %172, i64 %174
%176 = load i32**, i32*** %5
%177 = load i32, i32* %6
%178 = icmp ne i32 %177, 0
%179 = xor i1 %178, true
%180 = zext i1 %179 to i32
%181 = sext i32 %180 to i64
%182 = getelementptr inbounds i32*, i32** %176, i64 %181
%183 = load i32*, i32** %182
%184 = load i32, i32* %9
%185 = sext i32 %184 to i64
%186 = getelementptr inbounds i32, i32* %183, i64 %185
%187 = load i32, i32* %4
%188 = load i32, i32* %9
%189 = sub nsw i32 %187, %188
%190 = sext i32 %189 to i64
%191 = mul i64 %190, 4
%192 = trunc i64 %191 to i32
%193 = call i32 @memcpy(i32* %175, i32* %186, i32 %192)
br label %194
194: ; preds = %141, %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge_sort_r(i32 %0, i32** nocapture %1, i32 %2) {
%4 = alloca [2 x i32*]
%5 = icmp slt i32 %0, 2
br i1 %5, label %6, label %12
6: ; preds = %3
%7 = load i32*, i32** %1
%8 = load i32, i32* %7
%9 = sext i32 %2 to i64
%10 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %9
%11 = load i32*, i32** %10
store i32 %8, i32* %11
br label %72
12: ; preds = %3
%13 = lshr i32 %0, 1
%14 = bitcast [2 x i32*]* %4 to i8*
%15 = getelementptr inbounds [2 x i32*], [2 x i32*]* %4, i64 0, i64 0
%16 = load i32*, i32** %1
%17 = zext i32 %13 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %17
store i32* %18, i32** %15
%19 = getelementptr inbounds [2 x i32*], [2 x i32*]* %4, i64 0, i64 1
%20 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 1
%21 = load i32*, i32** %20
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %17
store i32* %22, i32** %19
%23 = icmp eq i32 %2, 0
%24 = zext i1 %23 to i32
tail call void @merge_sort_r(i32 %13, i32** %1, i32 %24)
%25 = sub nsw i32 %0, %13
%26 = zext i1 %23 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %26
%28 = load i32*, i32** %27
%29 = sext i32 %2 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %29
%31 = load i32*, i32** %30
br label %32
32: ; preds = %12, %32
%33 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %50, %32 ]
%34 = phi i32 [ %13, %12 ], [ %48, %32 ]
%35 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %45, %32 ]
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = zext i32 %34 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = icmp slt i32 %38, %41
%43 = select i1 %42, i32 %38, i32 %41
%44 = zext i1 %42 to i32
%45 = add nuw nsw i32 %35, %44
%46 = xor i1 %42, true
%47 = zext i1 %46 to i32
%48 = add nuw nsw i32 %34, %47
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
store i32 %43, i32* %49
%50 = add nuw i64 %33, 1
%51 = icmp ugt i32 %13, %45
%52 = icmp slt i32 %48, %0
%53 = select i1 %51, i1 %52, i1 false
br i1 %53, label %32, label %54
54: ; preds = %32
%55 = and i64 %50, 4294967295
%56 = sub nsw i32 %0, %48
%57 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %29
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %55
%59 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %26
%60 = zext i32 %45 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %60
%62 = sub nsw i32 %13, %45
%63 = shl i32 %62, 2
%64 = tail call i32 @memcpy(i32* %58, i32* %61, i32 %63)
%65 = load i32*, i32** %57
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %55
%67 = load i32*, i32** %59
%68 = zext i32 %48 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %68
%70 = shl i32 %56, 2
%71 = tail call i32 @memcpy(i32* %66, i32* %69, i32 %70)
br label %72
72: ; preds = %54, %6
ret void
}