#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 */
void merge_sort_recurse(size_t *A, size_t n, size_t *B) {
  const size_t m = n / 2;
  if (m > 0) {
    size_t i, j, k;
    merge_sort_recurse(B, m, A);
    merge_sort_recurse(A + m, n - m, B + m);
    for (i = j = 0, k = m; i < k; i++) {
      if (k == n || (j < m && B[j] <= A[k])) {
        A[i] = B[j++];
      } else {
        A[i] = A[k++];
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge_sort_recurse>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jbe    123d <merge_sort_recurse+0x12d>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%rdx
call   1030 <merge_sort_recurse@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
sub    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rdx
call   1030 <merge_sort_recurse@plt>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jae    1238 <merge_sort_recurse+0x128>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
je     11d7 <merge_sort_recurse+0xc7>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jae    11ff <merge_sort_recurse+0xef>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
ja     11ff <merge_sort_recurse+0xef>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    1222 <merge_sort_recurse+0x112>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    1227 <merge_sort_recurse+0x117>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    118f <merge_sort_recurse+0x7f>
jmp    123d <merge_sort_recurse+0x12d>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge_sort_recurse>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    $0x2,%rsi
jae    112a <merge_sort_recurse+0x1a>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%rbx
mov    %rsi,%r12
shr    %r12
mov    %rdx,%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    %rbx,%rdx
call   1030 <merge_sort_recurse@plt>
lea    (%rbx,%r12,8),%rdi
mov    %r15,%rsi
sub    %r12,%rsi
lea    (%r14,%r12,8),%rdx
call   1030 <merge_sort_recurse@plt>
xor    %eax,%eax
mov    %r12,%rcx
xor    %edx,%edx
jmp    1185 <merge_sort_recurse+0x75>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%r14,%rax,8),%rsi
add    $0x1,%rax
mov    %rsi,(%rbx,%rdx,8)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rcx,%rdx
jae    111e <merge_sort_recurse+0xe>
cmp    %r15,%rcx
je     1170 <merge_sort_recurse+0x60>
cmp    %r12,%rax
jae    11a0 <merge_sort_recurse+0x90>
mov    (%r14,%rax,8),%rsi
mov    (%rbx,%rcx,8),%rdi
cmp    %rdi,%rsi
jbe    1174 <merge_sort_recurse+0x64>
jmp    11a4 <merge_sort_recurse+0x94>
xchg   %ax,%ax
mov    (%rbx,%rcx,8),%rdi
add    $0x1,%rcx
mov    %rdi,%rsi
jmp    1178 <merge_sort_recurse+0x68>

LLVM IR (-O0):
define void @merge_sort_recurse(i64* %0, i64 %1, i64* %2) {
%4 = alloca i64*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
store i64* %0, i64** %4
store i64 %1, i64* %5
store i64* %2, i64** %6
%11 = load i64, i64* %5
%12 = udiv i64 %11, 2
store i64 %12, i64* %7
%13 = load i64, i64* %7
%14 = icmp ugt i64 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %74
15: ; preds = %3
%16 = load i64*, i64** %6
%17 = load i64, i64* %7
%18 = load i64*, i64** %4
%19 = load i64*, i64** %4
%20 = load i64, i64* %7
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %19, i64 %20
%22 = load i64, i64* %5
%23 = load i64, i64* %7
%24 = sub i64 %22, %23
%25 = load i64*, i64** %6
%26 = load i64, i64* %7
%27 = getelementptr inbounds i64, i64* %25, i64 %26
store i64 0, i64* %9
store i64 0, i64* %8
%28 = load i64, i64* %7
store i64 %28, i64* %10
br label %29
29: ; preds = %70, %15
%30 = load i64, i64* %8
%31 = load i64, i64* %10
%32 = icmp ult i64 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %73
33: ; preds = %29
%34 = load i64, i64* %10
%35 = load i64, i64* %5
%36 = icmp eq i64 %34, %35
br i1 %36, label %51, label %37
37: ; preds = %33
%38 = load i64, i64* %9
%39 = load i64, i64* %7
%40 = icmp ult i64 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %60
41: ; preds = %37
%42 = load i64*, i64** %6
%43 = load i64, i64* %9
%44 = getelementptr inbounds i64, i64* %42, i64 %43
%45 = load i64, i64* %44
%46 = load i64*, i64** %4
%47 = load i64, i64* %10
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %46, i64 %47
%49 = load i64, i64* %48
%50 = icmp ule i64 %45, %49
br i1 %50, label %51, label %60
51: ; preds = %41, %33
%52 = load i64*, i64** %6
%53 = load i64, i64* %9
%54 = add i64 %53, 1
store i64 %54, i64* %9
%55 = getelementptr inbounds i64, i64* %52, i64 %53
%56 = load i64, i64* %55
%57 = load i64*, i64** %4
%58 = load i64, i64* %8
%59 = getelementptr inbounds i64, i64* %57, i64 %58
store i64 %56, i64* %59
br label %69
60: ; preds = %41, %37
%61 = load i64*, i64** %4
%62 = load i64, i64* %10
%63 = add i64 %62, 1
store i64 %63, i64* %10
%64 = getelementptr inbounds i64, i64* %61, i64 %62
%65 = load i64, i64* %64
%66 = load i64*, i64** %4
%67 = load i64, i64* %8
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %66, i64 %67
store i64 %65, i64* %68
br label %69
69: ; preds = %60, %51
br label %70
70: ; preds = %69
%71 = load i64, i64* %8
%72 = add i64 %71, 1
store i64 %72, i64* %8
br label %29
73: ; preds = %29
br label %74
74: ; preds = %73, %3
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge_sort_recurse(i64* nocapture %0, i64 %1, i64* nocapture %2) {
%4 = lshr i64 %1, 1
%5 = icmp ult i64 %1, 2
br i1 %5, label %42, label %6
6: ; preds = %3
tail call void @merge_sort_recurse(i64* %2, i64 %4, i64* %0)
%7 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %4
%8 = sub i64 %1, %4
%9 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %4
tail call void @merge_sort_recurse(i64* %7, i64 %8, i64* %9)
br label %10
10: ; preds = %6, %35
%11 = phi i64 [ %38, %35 ], [ %4, %6 ]
%12 = phi i64 [ %37, %35 ], [ 0, %6 ]
%13 = phi i64 [ %40, %35 ], [ 0, %6 ]
%14 = icmp eq i64 %11, %1
br i1 %14, label %15, label %18
15: ; preds = %10
%16 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %12
%17 = load i64, i64* %16
br label %29
18: ; preds = %10
%19 = icmp ult i64 %12, %4
br i1 %19, label %23, label %20
20: ; preds = %18
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %11
%22 = load i64, i64* %21
br label %32
23: ; preds = %18
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %12
%25 = load i64, i64* %24
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %11
%27 = load i64, i64* %26
%28 = icmp ugt i64 %25, %27
br i1 %28, label %32, label %29
29: ; preds = %15, %23
%30 = phi i64 [ %17, %15 ], [ %25, %23 ]
%31 = add i64 %12, 1
br label %35
32: ; preds = %20, %23
%33 = phi i64 [ %22, %20 ], [ %27, %23 ]
%34 = add i64 %11, 1
br label %35
35: ; preds = %29, %32
%36 = phi i64 [ %30, %29 ], [ %33, %32 ]
%37 = phi i64 [ %31, %29 ], [ %12, %32 ]
%38 = phi i64 [ %11, %29 ], [ %34, %32 ]
%39 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %13
store i64 %36, i64* %39
%40 = add nuw i64 %13, 1
%41 = icmp ult i64 %40, %38
br i1 %41, label %10, label %42
42: ; preds = %35, %3
ret void
}