void mergeSort(int arr[], int low, int mid, int high) {
  int i, m, k, l, temp[high + 1];
  l = low;
  i = low;
  m = mid + 1;
  while ((l <= mid) && (m <= high)) {
    if (arr[l] <= arr[m]) {
      temp[i] = arr[l];
      l++;
    } else {
      temp[i] = arr[m];
      m++;
    }
    i++;
  }
  if (l > mid) {
    for (k = m; k <= high; k++) {
      temp[i] = arr[k];
      i++;
    }
  } else {
    for (k = l; k <= mid; k++) {
      temp[i] = arr[k];
      i++;
    }
  }
  for (k = low; k <= high; k++) {
    arr[k] = temp[k];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x41(%rbp)
jg     1171 <mergeSort+0x71>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x41(%rbp)
mov    -0x41(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1181 <mergeSort+0x81>
jmp    11ee <mergeSort+0xee>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11c1 <mergeSort+0xc1>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11e0 <mergeSort+0xe0>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1154 <mergeSort+0x54>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    123e <mergeSort+0x13e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1239 <mergeSort+0x139>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1200 <mergeSort+0x100>
jmp    1282 <mergeSort+0x182>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     127d <mergeSort+0x17d>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1244 <mergeSort+0x144>
jmp    1282 <mergeSort+0x182>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     12b8 <mergeSort+0x1b8>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1288 <mergeSort+0x188>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
lea    0x1(%r14),%eax
mov    %rsp,%r12
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
lea    0x1(%rdx),%eax
cmp    %edx,%esi
jg     11c7 <mergeSort+0xb7>
cmp    %r14d,%edx
jge    11c7 <mergeSort+0xb7>
movslq %r15d,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%r10
mov    %r15d,%r8d
mov    %r15d,%ecx
nopl   (%rax)
movslq %ecx,%rcx
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%ebx
cltq
mov    0x0(%r13,%rax,4),%r9d
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %r9d,%ebx
setg   %sil
setle  %dil
cmovg  %r9d,%ebx
add    %edi,%ecx
add    %esi,%eax
mov    %ebx,(%r10)
add    $0x1,%r8d
cmp    %edx,%ecx
jg     119a <mergeSort+0x8a>
add    $0x4,%r10
cmp    %r14d,%eax
jle    1160 <mergeSort+0x50>
cmp    %edx,%ecx
jle    11d1 <mergeSort+0xc1>
cmp    %r14d,%eax
jg     11f5 <mergeSort+0xe5>
movslq %r8d,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %r14d,%ecx
sub    %eax,%ecx
lea    0x4(,%rcx,4),%rdx
jmp    11f0 <mergeSort+0xe0>
mov    %r15d,%ecx
mov    %r15d,%r8d
cmp    %edx,%ecx
jg     119e <mergeSort+0x8e>
movslq %r8d,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rdi
movslq %ecx,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %ecx,%edx
lea    0x4(,%rdx,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
sub    %r15d,%r14d
jl     1219 <mergeSort+0x109>
movslq %r15d,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mergeSort(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 i8*
%14 = alloca i64
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%15 = load i32, i32* %8
%16 = add nsw i32 %15, 1
%17 = zext i32 %16 to i64
%18 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %18, i8** %13
%19 = alloca i32, i64 %17
store i64 %17, i64* %14
%20 = load i32, i32* %6
store i32 %20, i32* %12
%21 = load i32, i32* %6
store i32 %21, i32* %9
%22 = load i32, i32* %7
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %10
br label %24
24: ; preds = %68, %4
%25 = load i32, i32* %12
%26 = load i32, i32* %7
%27 = icmp sle i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %32
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %10
%30 = load i32, i32* %8
%31 = icmp sle i32 %29, %30
br label %32
32: ; preds = %28, %24
%33 = phi i1 [ false, %24 ], [ %31, %28 ]
br i1 %33, label %34, label %71
34: ; preds = %32
%35 = load i32*, i32** %5
%36 = load i32, i32* %12
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32*, i32** %5
%41 = load i32, i32* %10
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp sle i32 %39, %44
br i1 %45, label %46, label %57
46: ; preds = %34
%47 = load i32*, i32** %5
%48 = load i32, i32* %12
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = load i32, i32* %9
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %53
store i32 %51, i32* %54
%55 = load i32, i32* %12
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %12
br label %68
57: ; preds = %34
%58 = load i32*, i32** %5
%59 = load i32, i32* %10
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32, i32* %9
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %64
store i32 %62, i32* %65
%66 = load i32, i32* %10
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %10
br label %68
68: ; preds = %57, %46
%69 = load i32, i32* %9
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %9
br label %24
71: ; preds = %32
%72 = load i32, i32* %12
%73 = load i32, i32* %7
%74 = icmp sgt i32 %72, %73
br i1 %74, label %75, label %96
75: ; preds = %71
%76 = load i32, i32* %10
store i32 %76, i32* %11
br label %77
77: ; preds = %92, %75
%78 = load i32, i32* %11
%79 = load i32, i32* %8
%80 = icmp sle i32 %78, %79
br i1 %80, label %81, label %95
81: ; preds = %77
%82 = load i32*, i32** %5
%83 = load i32, i32* %11
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32, i32* %9
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %88
store i32 %86, i32* %89
%90 = load i32, i32* %9
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %9
br label %92
92: ; preds = %81
%93 = load i32, i32* %11
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %11
br label %77
95: ; preds = %77
br label %117
96: ; preds = %71
%97 = load i32, i32* %12
store i32 %97, i32* %11
br label %98
98: ; preds = %113, %96
%99 = load i32, i32* %11
%100 = load i32, i32* %7
%101 = icmp sle i32 %99, %100
br i1 %101, label %102, label %116
102: ; preds = %98
%103 = load i32*, i32** %5
%104 = load i32, i32* %11
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 %105
%107 = load i32, i32* %106
%108 = load i32, i32* %9
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %109
store i32 %107, i32* %110
%111 = load i32, i32* %9
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %9
br label %113
113: ; preds = %102
%114 = load i32, i32* %11
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %11
br label %98
116: ; preds = %98
br label %117
117: ; preds = %116, %95
%118 = load i32, i32* %6
store i32 %118, i32* %11
br label %119
119: ; preds = %132, %117
%120 = load i32, i32* %11
%121 = load i32, i32* %8
%122 = icmp sle i32 %120, %121
br i1 %122, label %123, label %135
123: ; preds = %119
%124 = load i32, i32* %11
%125 = sext i32 %124 to i64
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %125
%127 = load i32, i32* %126
%128 = load i32*, i32** %5
%129 = load i32, i32* %11
%130 = sext i32 %129 to i64
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %128, i64 %130
store i32 %127, i32* %131
br label %132
132: ; preds = %123
%133 = load i32, i32* %11
%134 = add nsw i32 %133, 1
store i32 %134, i32* %11
br label %119
135: ; preds = %119
%136 = load i8*, i8** %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergeSort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = add nsw i32 %3, 1
%6 = zext i32 %5 to i64
%7 = alloca i32, i64 %6
%8 = add nsw i32 %2, 1
%9 = icmp sle i32 %1, %2
%10 = icmp slt i32 %2, %3
%11 = and i1 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %38
12: ; preds = %4
%13 = sext i32 %1 to i64
br label %14
14: ; preds = %12, %14
%15 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %32, %14 ]
%16 = phi i32 [ %8, %12 ], [ %30, %14 ]
%17 = phi i32 [ %1, %12 ], [ %28, %14 ]
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = sext i32 %16 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp sgt i32 %20, %23
%25 = select i1 %24, i32 %23, i32 %20
%26 = xor i1 %24, true
%27 = zext i1 %26 to i32
%28 = add nsw i32 %17, %27
%29 = zext i1 %24 to i32
%30 = add nsw i32 %16, %29
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %15
store i32 %25, i32* %31
%32 = add i64 %15, 1
%33 = icmp sle i32 %28, %2
%34 = icmp sle i32 %30, %3
%35 = select i1 %33, i1 %34, i1 false
br i1 %35, label %14, label %36
36: ; preds = %14
%37 = trunc i64 %32 to i32
br label %38
38: ; preds = %36, %4
%39 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %28, %36 ]
%40 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %30, %36 ]
%41 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %37, %36 ]
%42 = icmp sgt i32 %39, %2
br i1 %42, label %54, label %43
43: ; preds = %38
%44 = sext i32 %41 to i64
%45 = getelementptr i32, i32* %7, i64 %44
%46 = bitcast i32* %45 to i8*
%47 = sext i32 %39 to i64
%48 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %47
%49 = bitcast i32* %48 to i8*
%50 = sub i32 %2, %39
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = shl nuw nsw i64 %51, 2
%53 = add nuw nsw i64 %52, 4
br label %67
54: ; preds = %38
%55 = icmp sgt i32 %40, %3
br i1 %55, label %67, label %56
56: ; preds = %54
%57 = sext i32 %41 to i64
%58 = getelementptr i32, i32* %7, i64 %57
%59 = bitcast i32* %58 to i8*
%60 = sext i32 %40 to i64
%61 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %60
%62 = bitcast i32* %61 to i8*
%63 = sub i32 %3, %40
%64 = zext i32 %63 to i64
%65 = shl nuw nsw i64 %64, 2
%66 = add nuw nsw i64 %65, 4
br label %67
67: ; preds = %43, %56, %54
%68 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %68, label %79, label %69
69: ; preds = %67
%70 = sext i32 %1 to i64
%71 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %70
%72 = bitcast i32* %71 to i8*
%73 = getelementptr i32, i32* %7, i64 %70
%74 = bitcast i32* %73 to i8*
%75 = sub i32 %3, %1
%76 = zext i32 %75 to i64
%77 = shl nuw nsw i64 %76, 2
%78 = add nuw nsw i64 %77, 4
br label %79
79: ; preds = %69, %67
ret void
}