#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*/ free(int *);
int *malloc(int);
void Intercala(int p, int q, int r, int v[]) {
  int i, j, k, *w;
  w = malloc((r - p) * sizeof(int));
  i = p;
  j = q;
  k = 0;
  while (i < q && j < r) {
    if (v[i] <= v[j])
      w[k++] = v[i++];
    else
      w[k++] = v[j++];
  }
  while (i < q)
    w[k++] = v[i++];
  while (j < r)
    w[k++] = v[j++];
  for (i = p; i < r; i++)
    v[i] = w[i - p];
  free(w);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Intercala>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    -0x4(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x31(%rbp)
jge    117c <Intercala+0x5c>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x31(%rbp)
mov    -0x31(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    118c <Intercala+0x6c>
jmp    1206 <Intercala+0xe6>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11d7 <Intercala+0xb7>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1201 <Intercala+0xe1>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    115f <Intercala+0x3f>
jmp    120b <Intercala+0xeb>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    1246 <Intercala+0x126>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    120b <Intercala+0xeb>
jmp    124b <Intercala+0x12b>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1286 <Intercala+0x166>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    124b <Intercala+0x12b>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    12c1 <Intercala+0x1a1>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0x4(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    128c <Intercala+0x16c>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Intercala>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %rcx,%r13
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%r12d
mov    %edi,%ebx
mov    %edx,%edi
sub    %ebx,%edi
shl    $0x2,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rbx,%r8
xor    %r14d,%r14d
mov    %r12d,%ebx
mov    %r8d,%ebp
cmp    %r12d,%r8d
jge    120a <Intercala+0xda>
cmp    %r15d,%r12d
mov    %r15d,%r9d
jge    11b7 <Intercala+0x87>
xor    %r14d,%r14d
mov    %r8d,%ebp
mov    %r12d,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ebp,%rbp
mov    0x0(%r13,%rbp,4),%ecx
movslq %ebx,%rbx
mov    0x0(%r13,%rbx,4),%edx
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ecx
setle  %sil
setg   %dil
cmovg  %edx,%ecx
add    %edi,%ebx
add    %esi,%ebp
mov    %ecx,(%rax,%r14,4)
add    $0x1,%r14
cmp    %r12d,%ebp
jge    11b7 <Intercala+0x87>
cmp    %r9d,%ebx
jl     1180 <Intercala+0x50>
cmp    %r12d,%ebp
jl     1212 <Intercala+0xe2>
cmp    %r9d,%ebx
jl     131a <Intercala+0x1ea>
cmp    %r8d,%r9d
jle    11f4 <Intercala+0xc4>
movslq %r8d,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rdi
add    %r13,%rdi
not    %r8d
add    %r9d,%r8d
lea    0x4(,%r8,4),%rdx
mov    %rax,%rsi
mov    %rax,%rbx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %rbx,%rax
mov    %rax,%rdi
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>
mov    %r15d,%r9d
cmp    %r12d,%ebp
jge    11bc <Intercala+0x8c>
mov    %r9d,0x4(%rsp)
mov    %r8,0x10(%rsp)
mov    %r14d,%r14d
mov    %rax,0x8(%rsp)
lea    (%rax,%r14,4),%rdi
movslq %ebp,%r15
lea    0x0(,%r15,4),%rsi
add    %r13,%rsi
not    %ebp
add    %r12d,%ebp
lea    0x4(,%rbp,4),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
movslq %r12d,%r8
mov    %r8,%rcx
sub    %r15,%rcx
cmp    $0x4,%rcx
jae    1266 <Intercala+0x136>
mov    0x8(%rsp),%rax
mov    0x4(%rsp),%r9d
jmp    12f8 <Intercala+0x1c8>
mov    %rcx,%rdx
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
movd   %r14d,%xmm0
lea    -0x4(%rdx),%rbp
mov    %rbp,%rdi
shr    $0x2,%rdi
add    $0x1,%rdi
mov    %edi,%esi
and    $0x7,%esi
cmp    $0x1c,%rbp
mov    0x8(%rsp),%rax
mov    0x4(%rsp),%r9d
jae    129c <Intercala+0x16c>
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    12be <Intercala+0x18e>
and    $0xfffffffffffffff8,%rdi
pxor   %xmm1,%xmm1
movdqa 0xd54(%rip),%xmm2
nopl   0x0(%rax)
paddq  %xmm2,%xmm0
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0xfffffffffffffff8,%rdi
jne    12b0 <Intercala+0x180>
test   %rsi,%rsi
je     12de <Intercala+0x1ae>
pcmpeqd %xmm2,%xmm2
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
psubq  %xmm2,%xmm0
psubq  %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
jne    12d0 <Intercala+0x1a0>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%r14
cmp    %rdx,%rcx
je     130c <Intercala+0x1dc>
add    %rdx,%r15
sub    %r8,%r15
xor    %ecx,%ecx
nopl   (%rax)
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    %rcx,%r15
jne    1300 <Intercala+0x1d0>
sub    %rcx,%r14
mov    0x10(%rsp),%r8
cmp    %r9d,%ebx
jge    11c5 <Intercala+0x95>
mov    %r14d,%ecx
lea    (%rax,%rcx,4),%rdi
movslq %ebx,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
add    %r13,%rsi
not    %ebx
add    %r9d,%ebx
lea    0x4(,%rbx,4),%rdx
mov    %rax,%rbx
mov    %r9d,%ebp
mov    %r8,%r14
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r14,%r8
mov    %ebp,%r9d
mov    %rbx,%rax
cmp    %r8d,%r9d
jg     11ca <Intercala+0x9a>
jmp    11f4 <Intercala+0xc4>

LLVM IR (-O0):
define void @Intercala(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 i32
%12 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
%13 = load i32, i32* %7
%14 = load i32, i32* %5
%15 = sub nsw i32 %13, %14
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = mul i64 %16, 4
%18 = trunc i64 %17 to i32
%19 = call i32* @malloc(i32 %18)
store i32* %19, i32** %12
%20 = load i32, i32* %5
store i32 %20, i32* %9
%21 = load i32, i32* %6
store i32 %21, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %22
22: ; preds = %68, %4
%23 = load i32, i32* %9
%24 = load i32, i32* %6
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %30
26: ; preds = %22
%27 = load i32, i32* %10
%28 = load i32, i32* %7
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br label %30
30: ; preds = %26, %22
%31 = phi i1 [ false, %22 ], [ %29, %26 ]
br i1 %31, label %32, label %69
32: ; preds = %30
%33 = load i32*, i32** %8
%34 = load i32, i32* %9
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = load i32*, i32** %8
%39 = load i32, i32* %10
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = icmp sle i32 %37, %42
br i1 %43, label %44, label %56
44: ; preds = %32
%45 = load i32*, i32** %8
%46 = load i32, i32* %9
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %9
%48 = sext i32 %46 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32*, i32** %12
%52 = load i32, i32* %11
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %11
%54 = sext i32 %52 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %54
store i32 %50, i32* %55
br label %68
56: ; preds = %32
%57 = load i32*, i32** %8
%58 = load i32, i32* %10
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %10
%60 = sext i32 %58 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32*, i32** %12
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %11
%66 = sext i32 %64 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %66
store i32 %62, i32* %67
br label %68
68: ; preds = %56, %44
br label %22
69: ; preds = %30
br label %70
70: ; preds = %74, %69
%71 = load i32, i32* %9
%72 = load i32, i32* %6
%73 = icmp slt i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %86
74: ; preds = %70
%75 = load i32*, i32** %8
%76 = load i32, i32* %9
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %9
%78 = sext i32 %76 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = load i32*, i32** %12
%82 = load i32, i32* %11
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %11
%84 = sext i32 %82 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %84
store i32 %80, i32* %85
br label %70
86: ; preds = %70
br label %87
87: ; preds = %91, %86
%88 = load i32, i32* %10
%89 = load i32, i32* %7
%90 = icmp slt i32 %88, %89
br i1 %90, label %91, label %103
91: ; preds = %87
%92 = load i32*, i32** %8
%93 = load i32, i32* %10
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %10
%95 = sext i32 %93 to i64
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %92, i64 %95
%97 = load i32, i32* %96
%98 = load i32*, i32** %12
%99 = load i32, i32* %11
%100 = add nsw i32 %99, 1
store i32 %100, i32* %11
%101 = sext i32 %99 to i64
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %98, i64 %101
store i32 %97, i32* %102
br label %87
103: ; preds = %87
%104 = load i32, i32* %5
store i32 %104, i32* %9
br label %105
105: ; preds = %121, %103
%106 = load i32, i32* %9
%107 = load i32, i32* %7
%108 = icmp slt i32 %106, %107
br i1 %108, label %109, label %124
109: ; preds = %105
%110 = load i32*, i32** %12
%111 = load i32, i32* %9
%112 = load i32, i32* %5
%113 = sub nsw i32 %111, %112
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %110, i64 %114
%116 = load i32, i32* %115
%117 = load i32*, i32** %8
%118 = load i32, i32* %9
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %117, i64 %119
store i32 %116, i32* %120
br label %121
121: ; preds = %109
%122 = load i32, i32* %9
%123 = add nsw i32 %122, 1
store i32 %123, i32* %9
br label %105
124: ; preds = %105
%125 = load i32*, i32** %12
%126 = call i32 @free(i32* %125)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @Intercala(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32* nocapture %3) {
%5 = sub nsw i32 %2, %0
%6 = shl i32 %5, 2
%7 = tail call i32* @malloc(i32 %6)
%8 = bitcast i32* %7 to i8*
%9 = icmp slt i32 %0, %1
%10 = icmp slt i32 %1, %2
%11 = and i1 %9, %10
br i1 %11, label %76, label %14
12: ; preds = %76
%13 = trunc i64 %94 to i32
br label %14
14: ; preds = %12, %4
%15 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %89, %12 ]
%16 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %13, %12 ]
%17 = phi i32 [ %0, %4 ], [ %92, %12 ]
%18 = icmp slt i32 %17, %1
br i1 %18, label %19, label %101
19: ; preds = %14
%20 = zext i32 %16 to i64
%21 = getelementptr i32, i32* %7, i64 %20
%22 = bitcast i32* %21 to i8*
%23 = sext i32 %17 to i64
%24 = getelementptr i32, i32* %3, i64 %23
%25 = bitcast i32* %24 to i8*
%26 = xor i32 %17, -1
%27 = add i32 %26, %1
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = shl nuw nsw i64 %28, 2
%30 = add nuw nsw i64 %29, 4
%31 = sext i32 %1 to i64
%32 = sub nsw i64 %31, %23
%33 = icmp ult i64 %32, 4
br i1 %33, label %73, label %34
34: ; preds = %19
%35 = and i64 %32, -4
%36 = add nsw i64 %35, %23
%37 = insertelement <2 x i64> <i64 poison, i64 0>, i64 %20, i64 0
%38 = add nsw i64 %35, -4
%39 = lshr exact i64 %38, 2
%40 = add nuw nsw i64 %39, 1
%41 = and i64 %40, 7
%42 = icmp ult i64 %38, 28
br i1 %42, label %53, label %43
43: ; preds = %34
%44 = and i64 %40, 9223372036854775800
br label %45
45: ; preds = %45, %43
%46 = phi <2 x i64> [ %37, %43 ], [ %49, %45 ]
%47 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %43 ], [ %50, %45 ]
%48 = phi i64 [ 0, %43 ], [ %51, %45 ]
%49 = add <2 x i64> %46, <i64 8, i64 8>
%50 = add <2 x i64> %47, <i64 8, i64 8>
%51 = add i64 %48, 8
%52 = icmp eq i64 %51, %44
br i1 %52, label %53, label %45
53: ; preds = %45, %34
%54 = phi <2 x i64> [ undef, %34 ], [ %49, %45 ]
%55 = phi <2 x i64> [ undef, %34 ], [ %50, %45 ]
%56 = phi <2 x i64> [ %37, %34 ], [ %49, %45 ]
%57 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %34 ], [ %50, %45 ]
%58 = icmp eq i64 %41, 0
br i1 %58, label %67, label %59
59: ; preds = %53, %59
%60 = phi <2 x i64> [ %63, %59 ], [ %56, %53 ]
%61 = phi <2 x i64> [ %64, %59 ], [ %57, %53 ]
%62 = phi i64 [ %65, %59 ], [ 0, %53 ]
%63 = add <2 x i64> %60, <i64 1, i64 1>
%64 = add <2 x i64> %61, <i64 1, i64 1>
%65 = add i64 %62, 1
%66 = icmp eq i64 %65, %41
br i1 %66, label %67, label %59
67: ; preds = %59, %53
%68 = phi <2 x i64> [ %54, %53 ], [ %63, %59 ]
%69 = phi <2 x i64> [ %55, %53 ], [ %64, %59 ]
%70 = add <2 x i64> %69, %68
%71 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %70)
%72 = icmp eq i64 %32, %35
br i1 %72, label %98, label %73
73: ; preds = %19, %67
%74 = phi i64 [ %20, %19 ], [ %71, %67 ]
%75 = phi i64 [ %23, %19 ], [ %36, %67 ]
br label %116
76: ; preds = %4, %76
%77 = phi i64 [ %94, %76 ], [ 0, %4 ]
%78 = phi i32 [ %92, %76 ], [ %0, %4 ]
%79 = phi i32 [ %89, %76 ], [ %1, %4 ]
%80 = sext i32 %78 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = sext i32 %79 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = icmp sgt i32 %82, %85
%87 = select i1 %86, i32 %85, i32 %82
%88 = zext i1 %86 to i32
%89 = add nsw i32 %79, %88
%90 = xor i1 %86, true
%91 = zext i1 %90 to i32
%92 = add nsw i32 %78, %91
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %77
store i32 %87, i32* %93
%94 = add nuw i64 %77, 1
%95 = icmp slt i32 %92, %1
%96 = icmp slt i32 %89, %2
%97 = select i1 %95, i1 %96, i1 false
br i1 %97, label %76, label %12
98: ; preds = %116, %67
%99 = phi i64 [ %71, %67 ], [ %120, %116 ]
%100 = trunc i64 %99 to i32
br label %101
101: ; preds = %98, %14
%102 = phi i32 [ %16, %14 ], [ %100, %98 ]
%103 = icmp slt i32 %15, %2
br i1 %103, label %104, label %122
104: ; preds = %101
%105 = zext i32 %102 to i64
%106 = getelementptr i32, i32* %7, i64 %105
%107 = bitcast i32* %106 to i8*
%108 = sext i32 %15 to i64
%109 = getelementptr i32, i32* %3, i64 %108
%110 = bitcast i32* %109 to i8*
%111 = xor i32 %15, -1
%112 = add i32 %111, %2
%113 = zext i32 %112 to i64
%114 = shl nuw nsw i64 %113, 2
%115 = add nuw nsw i64 %114, 4
br label %122
116: ; preds = %73, %116
%117 = phi i64 [ %120, %116 ], [ %74, %73 ]
%118 = phi i64 [ %119, %116 ], [ %75, %73 ]
%119 = add nsw i64 %118, 1
%120 = add nuw nsw i64 %117, 1
%121 = icmp eq i64 %119, %31
br i1 %121, label %98, label %116
122: ; preds = %104, %101
%123 = icmp sgt i32 %2, %0
br i1 %123, label %124, label %133
124: ; preds = %122
%125 = sext i32 %0 to i64
%126 = getelementptr i32, i32* %3, i64 %125
%127 = bitcast i32* %126 to i8*
%128 = xor i32 %0, -1
%129 = add i32 %128, %2
%130 = zext i32 %129 to i64
%131 = shl nuw nsw i64 %130, 2
%132 = add nuw nsw i64 %131, 4
br label %133
133: ; preds = %124, %122
%134 = tail call i32 @free(i32* %7)
ret void
}