void mergeInPlace(int *a, int first, int mid, int last) {
  int left, right;
  int temp;
  int i;
  left = first;
  right = mid + 1;
  if (mid >= right) {
    return;
  }
  while (left <= mid && right <= last) {
    if (a[left] <= a[right]) {
      left++;
    } else {
      temp = a[right];
      for (i = right; i > left; i--) {
        a[i] = a[i - 1];
      }
      a[left] = temp;
      left++;
      right++;
      mid++;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeInPlace>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jl     1131 <mergeInPlace+0x31>
jmp    1204 <mergeInPlace+0x104>
jmp    1136 <mergeInPlace+0x36>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x25(%rbp)
jg     1153 <mergeInPlace+0x53>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x25(%rbp)
mov    -0x25(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1163 <mergeInPlace+0x63>
jmp    1204 <mergeInPlace+0x104>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     118d <mergeInPlace+0x8d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11ff <mergeInPlace+0xff>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    11d6 <mergeInPlace+0xd6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11a1 <mergeInPlace+0xa1>
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1136 <mergeInPlace+0x36>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeInPlace>:
cmp    %edx,%esi
jg     115f <mergeInPlace+0x5f>
cmp    %ecx,%edx
jge    115f <mergeInPlace+0x5f>
lea    0x1(%rdx),%r8d
movslq %esi,%r10
nop
movslq %r8d,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%r9d
cmp    %r9d,(%rdi,%r10,4)
jle    114e <mergeInPlace+0x4e>
cmp    %rax,%r10
jge    1143 <mergeInPlace+0x43>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x4(%rdi,%rax,4),%esi
mov    %esi,(%rdi,%rax,4)
lea    -0x1(%rax),%rsi
mov    %rsi,%rax
cmp    %r10,%rsi
jg     1130 <mergeInPlace+0x30>
mov    %r9d,(%rdi,%r10,4)
add    $0x1,%r8d
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rax
cmp    %rax,%r10
jge    115f <mergeInPlace+0x5f>
add    $0x1,%r10
cmp    %ecx,%r8d
jle    1110 <mergeInPlace+0x10>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mergeInPlace(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* %6
store i32 %13, i32* %9
%14 = load i32, i32* %7
%15 = add nsw i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %10
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32, i32* %10
%18 = icmp sge i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %20
19: ; preds = %4
br label %84
20: ; preds = %4
br label %21
21: ; preds = %83, %20
%22 = load i32, i32* %9
%23 = load i32, i32* %7
%24 = icmp sle i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %29
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %10
%27 = load i32, i32* %8
%28 = icmp sle i32 %26, %27
br label %29
29: ; preds = %25, %21
%30 = phi i1 [ false, %21 ], [ %28, %25 ]
br i1 %30, label %31, label %84
31: ; preds = %29
%32 = load i32*, i32** %5
%33 = load i32, i32* %9
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32*, i32** %5
%38 = load i32, i32* %10
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = icmp sle i32 %36, %41
br i1 %42, label %43, label %46
43: ; preds = %31
%44 = load i32, i32* %9
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %9
br label %83
46: ; preds = %31
%47 = load i32*, i32** %5
%48 = load i32, i32* %10
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
store i32 %51, i32* %11
%52 = load i32, i32* %10
store i32 %52, i32* %12
br label %53
53: ; preds = %68, %46
%54 = load i32, i32* %12
%55 = load i32, i32* %9
%56 = icmp sgt i32 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %71
57: ; preds = %53
%58 = load i32*, i32** %5
%59 = load i32, i32* %12
%60 = sub nsw i32 %59, 1
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = load i32*, i32** %5
%65 = load i32, i32* %12
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
store i32 %63, i32* %67
br label %68
68: ; preds = %57
%69 = load i32, i32* %12
%70 = add nsw i32 %69, -1
store i32 %70, i32* %12
br label %53
71: ; preds = %53
%72 = load i32, i32* %11
%73 = load i32*, i32** %5
%74 = load i32, i32* %9
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
store i32 %72, i32* %76
%77 = load i32, i32* %9
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %9
%79 = load i32, i32* %10
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %10
%81 = load i32, i32* %7
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %7
br label %83
83: ; preds = %71, %43
br label %21
84: ; preds = %19, %29
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergeInPlace(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sle i32 %1, %2
%6 = icmp slt i32 %2, %3
%7 = and i1 %5, %6
br i1 %7, label %8, label %41
8: ; preds = %4
%9 = add nsw i32 %2, 1
%10 = sext i32 %1 to i64
br label %11
11: ; preds = %8, %33
%12 = phi i64 [ %10, %8 ], [ %36, %33 ]
%13 = phi i32 [ %2, %8 ], [ %35, %33 ]
%14 = phi i32 [ %9, %8 ], [ %34, %33 ]
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%16 = load i32, i32* %15
%17 = sext i32 %14 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp sgt i32 %16, %19
br i1 %20, label %21, label %33
21: ; preds = %11
%22 = icmp slt i64 %12, %17
br i1 %22, label %23, label %30
23: ; preds = %21, %23
%24 = phi i64 [ %25, %23 ], [ %17, %21 ]
%25 = add nsw i64 %24, -1
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
store i32 %27, i32* %28
%29 = icmp sgt i64 %25, %12
br i1 %29, label %23, label %30
30: ; preds = %23, %21
store i32 %19, i32* %15
%31 = add nsw i32 %14, 1
%32 = add nsw i32 %13, 1
br label %33
33: ; preds = %11, %30
%34 = phi i32 [ %31, %30 ], [ %14, %11 ]
%35 = phi i32 [ %32, %30 ], [ %13, %11 ]
%36 = add nsw i64 %12, 1
%37 = sext i32 %35 to i64
%38 = icmp slt i64 %12, %37
%39 = icmp sle i32 %34, %3
%40 = select i1 %38, i1 %39, i1 false
br i1 %40, label %11, label %41
41: ; preds = %33, %4
ret void
}