#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);
int merge(int *array, int l_index, int r_index, int l_end_index) {
  int *r_copy;
  int l_size = l_end_index - l_index + 1;
  int r_size = r_index - l_end_index;
  int i, j = 0, k = 0;
  int inv = 0;
  int l_copy[l_size];
  r_copy = array + l_index + l_size;
  memcpy(l_copy, array + l_index, (l_size) << 2);
  for (i = 0; i < (l_size + r_size); i++) {
    if (l_copy[j] <= r_copy[k]) {
      array[l_index + i] = l_copy[j++];
      if (j == l_size) {
        return inv;
      }
    } else {
      array[l_index + i] = r_copy[k++];
      inv += (l_size - j);
      if (k == r_size) {
        memcpy(array + l_index + i + 1, l_copy + j, (l_size - j) << 2);
        return inv;
      }
    }
  }
  return inv;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rcx
and    $0xfffffffffffffff0,%rcx
mov    %rsp,%rdi
sub    %rcx,%rdi
mov    %rdi,-0x60(%rbp)
mov    %rdi,%rsp
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x2c(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    -0x30(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12d0 <merge+0x1c0>
mov    -0x60(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     122e <merge+0x11e>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x38(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jne    1229 <merge+0x119>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x54(%rbp)
jmp    12dd <merge+0x1cd>
jmp    12bd <merge+0x1ad>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x3c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    -0x38(%rbp),%eax
add    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jne    12b8 <merge+0x1a8>
mov    -0x60(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
add    $0x4,%rdi
movslq -0x38(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x2c(%rbp),%edx
sub    -0x38(%rbp),%edx
shl    $0x2,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x54(%rbp)
jmp    12dd <merge+0x1cd>
jmp    12bd <merge+0x1ad>
jmp    12c2 <merge+0x1b2>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11b9 <merge+0xa9>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x54(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %ecx,%r15d
mov    %edx,%r14d
mov    %rdi,%r13
sub    %ecx,%r14d
sub    %esi,%r15d
lea    0x1(%r15),%eax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r12
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
movslq %esi,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
lea    (%rdi,%rax,4),%rbx
lea    0x4(,%r15,4),%edx
mov    %r12,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
lea    (%r15,%r14,1),%eax
add    $0x1,%eax
test   %eax,%eax
jle    11de <merge+0xce>
movslq %r15d,%rcx
lea    (%rbx,%rcx,4),%r8
add    $0x4,%r8
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
lea    0x4(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
xor    %r13d,%r13d
xor    %esi,%esi
xor    %r9d,%r9d
mov    -0x38(%rbp),%r10
jmp    11be <merge+0xae>
add    $0x1,%esi
mov    %eax,-0x4(%rdi)
mov    %r10d,%edx
sub    %r9d,%edx
add    %edx,%r13d
cmp    %r14d,%esi
je     11e3 <merge+0xd3>
add    $0x4,%rdi
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
je     11ef <merge+0xdf>
movslq %r9d,%rbx
mov    (%r12,%rbx,4),%edx
movslq %esi,%rax
mov    (%r8,%rax,4),%eax
cmp    %eax,%edx
jg     11a0 <merge+0x90>
mov    %edx,-0x4(%rdi)
cmp    %r15d,%r9d
je     11ef <merge+0xdf>
add    $0x1,%r9d
jmp    11b4 <merge+0xa4>
xor    %r13d,%r13d
jmp    11ef <merge+0xdf>
lea    (%r12,%rbx,4),%rsi
shl    $0x2,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    %r13d,%eax
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @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 i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i8*
%18 = alloca i64
%19 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sub nsw i32 %20, %21
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %11
%24 = load i32, i32* %8
%25 = load i32, i32* %9
%26 = sub nsw i32 %24, %25
store i32 %26, i32* %12
store i32 0, i32* %14
store i32 0, i32* %15
store i32 0, i32* %16
%27 = load i32, i32* %11
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %29, i8** %17
%30 = alloca i32, i64 %28
store i64 %28, i64* %18
%31 = load i32*, i32** %6
%32 = load i32, i32* %7
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %11
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
store i32* %37, i32** %10
%38 = load i32*, i32** %6
%39 = load i32, i32* %7
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %11
%43 = shl i32 %42, 2
%44 = call i32 @memcpy(i32* %30, i32* %41, i32 %43)
store i32 0, i32* %13
br label %45
45: ; preds = %121, %4
%46 = load i32, i32* %13
%47 = load i32, i32* %11
%48 = load i32, i32* %12
%49 = add nsw i32 %47, %48
%50 = icmp slt i32 %46, %49
br i1 %50, label %51, label %124
51: ; preds = %45
%52 = load i32, i32* %14
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = load i32*, i32** %10
%57 = load i32, i32* %15
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = icmp sle i32 %55, %60
br i1 %61, label %62, label %80
62: ; preds = %51
%63 = load i32, i32* %14
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %14
%65 = sext i32 %63 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = load i32*, i32** %6
%69 = load i32, i32* %7
%70 = load i32, i32* %13
%71 = add nsw i32 %69, %70
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %72
store i32 %67, i32* %73
%74 = load i32, i32* %14
%75 = load i32, i32* %11
%76 = icmp eq i32 %74, %75
br i1 %76, label %77, label %79
77: ; preds = %62
%78 = load i32, i32* %16
store i32 %78, i32* %5
store i32 1, i32* %19
br label %126
79: ; preds = %62
br label %120
80: ; preds = %51
%81 = load i32*, i32** %10
%82 = load i32, i32* %15
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %15
%84 = sext i32 %82 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32*, i32** %6
%88 = load i32, i32* %7
%89 = load i32, i32* %13
%90 = add nsw i32 %88, %89
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %91
store i32 %86, i32* %92
%93 = load i32, i32* %11
%94 = load i32, i32* %14
%95 = sub nsw i32 %93, %94
%96 = load i32, i32* %16
%97 = add nsw i32 %96, %95
store i32 %97, i32* %16
%98 = load i32, i32* %15
%99 = load i32, i32* %12
%100 = icmp eq i32 %98, %99
br i1 %100, label %101, label %119
101: ; preds = %80
%102 = load i32*, i32** %6
%103 = load i32, i32* %7
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %104
%106 = load i32, i32* %13
%107 = sext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %105, i64 %107
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %108, i64 1
%110 = load i32, i32* %14
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %111
%113 = load i32, i32* %11
%114 = load i32, i32* %14
%115 = sub nsw i32 %113, %114
%116 = shl i32 %115, 2
%117 = call i32 @memcpy(i32* %109, i32* %112, i32 %116)
%118 = load i32, i32* %16
store i32 %118, i32* %5
store i32 1, i32* %19
br label %126
119: ; preds = %80
br label %120
120: ; preds = %119, %79
br label %121
121: ; preds = %120
%122 = load i32, i32* %13
%123 = add nsw i32 %122, 1
store i32 %123, i32* %13
br label %45
124: ; preds = %45
%125 = load i32, i32* %16
store i32 %125, i32* %5
store i32 1, i32* %19
br label %126
126: ; preds = %124, %101, %77
%127 = load i8*, i8** %17
%128 = load i32, i32* %5
ret i32 %128
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sub nsw i32 %3, %1
%6 = add nsw i32 %5, 1
%7 = sub nsw i32 %2, %3
%8 = zext i32 %6 to i64
%9 = alloca i32, i64 %8
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %10
%12 = sext i32 %6 to i64
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %12
%14 = shl i32 %6, 2
%15 = call i32 @memcpy(i32* %9, i32* %11, i32 %14)
%16 = add i32 %6, %7
%17 = icmp sgt i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %57
18: ; preds = %4
%19 = zext i32 %16 to i64
br label %20
20: ; preds = %18, %51
%21 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %55, %51 ]
%22 = phi i32 [ 0, %18 ], [ %54, %51 ]
%23 = phi i32 [ 0, %18 ], [ %53, %51 ]
%24 = phi i32 [ 0, %18 ], [ %52, %51 ]
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = sext i32 %23 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp sgt i32 %27, %30
br i1 %31, label %37, label %32
32: ; preds = %20
%33 = add nsw i32 %24, 1
%34 = add nsw i64 %21, %10
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %34
store i32 %27, i32* %35
%36 = icmp eq i32 %24, %5
br i1 %36, label %57, label %51
37: ; preds = %20
%38 = add nsw i32 %23, 1
%39 = add nsw i64 %21, %10
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
store i32 %30, i32* %40
%41 = sub nsw i32 %6, %24
%42 = add nsw i32 %22, %41
%43 = icmp eq i32 %38, %7
br i1 %43, label %44, label %51
44: ; preds = %37
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %25
%46 = and i64 %21, 4294967295
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %46
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 1
%49 = shl i32 %41, 2
%50 = call i32 @memcpy(i32* %48, i32* %45, i32 %49)
br label %57
51: ; preds = %32, %37
%52 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %24, %37 ]
%53 = phi i32 [ %23, %32 ], [ %38, %37 ]
%54 = phi i32 [ %22, %32 ], [ %42, %37 ]
%55 = add nuw nsw i64 %21, 1
%56 = icmp eq i64 %55, %19
br i1 %56, label %57, label %20
57: ; preds = %32, %51, %4, %44
%58 = phi i32 [ %42, %44 ], [ 0, %4 ], [ %22, %32 ], [ %54, %51 ]
ret i32 %58
}