merge(int a[], int l1, int u1, int l2, int u2) {
  int aux[100], i, j, k;
  i = l1;
  j = l2;
  k = 0;
  while (i <= u1 && j <= u2) {
    if (a[i] < a[j]) {
      aux[k++] = a[i++];
    } else {
      aux[k++] = a[j++];
    }
  }
  while (i <= u1) {
    aux[k++] = a[i++];
  }
  while (j <= u2) {
    aux[k++] = a[j++];
  }
  for (i = l1, j = 0; i <= u2; i++, j++)
    a[i] = aux[j];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x140,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1b8(%rbp)
movl   $0x0,-0x1bc(%rbp)
mov    -0x1b4(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1bd(%rbp)
jg     1161 <merge+0x61>
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x1bd(%rbp)
mov    -0x1bd(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1174 <merge+0x74>
jmp    120a <merge+0x10a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1b4(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x1b8(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11d0 <merge+0xd0>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1b4(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b4(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1bc(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    1205 <merge+0x105>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1b8(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b8(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1bc(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    1138 <merge+0x38>
jmp    120f <merge+0x10f>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1258 <merge+0x158>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1b4(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b4(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1bc(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    120f <merge+0x10f>
jmp    125d <merge+0x15d>
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     12a6 <merge+0x1a6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x1b8(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1b8(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1bc(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    125d <merge+0x15d>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
movl   $0x0,-0x1b8(%rbp)
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     1307 <merge+0x207>
movslq -0x1b8(%rbp),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1b4(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b8(%rbp)
jmp    12b9 <merge+0x1b9>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x140,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x198,%rsp
mov    %r8d,%r14d
mov    %ecx,%ebp
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
xor    %ebx,%ebx
cmp    %edx,%esi
jg     1177 <merge+0x67>
cmp    %r14d,%ebp
jg     1177 <merge+0x67>
xor    %ebx,%ebx
mov    %r15d,%eax
nop
cltq
mov    0x0(%r13,%rax,4),%ecx
movslq %ebp,%rbp
mov    0x0(%r13,%rbp,4),%edx
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ecx
setge  %sil
setl   %dil
cmovl  %ecx,%edx
add    %edi,%eax
add    %esi,%ebp
mov    %edx,(%rsp,%rbx,4)
add    $0x1,%rbx
cmp    %r12d,%eax
jg     117a <merge+0x6a>
cmp    %r14d,%ebp
jle    1140 <merge+0x30>
jmp    117a <merge+0x6a>
mov    %r15d,%eax
cmp    %r12d,%eax
jle    11b9 <merge+0xa9>
cmp    %r14d,%ebp
jle    11e8 <merge+0xd8>
sub    %r15d,%r14d
jl     11a7 <merge+0x97>
movslq %r15d,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
mov    %rsp,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x198,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %ebx,%ecx
lea    (%rsp,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %eax,%r12d
lea    0x4(,%r12,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    %r12d,%ebx
add    $0x1,%ebx
cmp    %r14d,%ebp
jg     1184 <merge+0x74>
mov    %ebx,%eax
lea    (%rsp,%rax,4),%rdi
movslq %ebp,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %r14d,%eax
sub    %ebp,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
sub    %r15d,%r14d
jge    1189 <merge+0x79>
jmp    11a7 <merge+0x97>

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca [100 x i32]
%7 = bitcast [100 x i32]* %6 to i8*
%8 = icmp sle i32 %1, %2
%9 = icmp sle i32 %3, %4
%10 = and i1 %8, %9
br i1 %10, label %31, label %13
11: ; preds = %31
%12 = trunc i64 %49 to i32
br label %13
13: ; preds = %11, %5
%14 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %44, %11 ]
%15 = phi i32 [ %3, %5 ], [ %47, %11 ]
%16 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %12, %11 ]
%17 = icmp sgt i32 %14, %2
br i1 %17, label %53, label %18
18: ; preds = %13
%19 = zext i32 %16 to i64
%20 = getelementptr [100 x i32], [100 x i32]* %6, i64 0, i64 %19
%21 = bitcast i32* %20 to i8*
%22 = sext i32 %14 to i64
%23 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %22
%24 = bitcast i32* %23 to i8*
%25 = sub i32 %2, %14
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = shl nuw nsw i64 %26, 2
%28 = add nuw nsw i64 %27, 4
%29 = add i32 %16, %25
%30 = add i32 %29, 1
br label %53
31: ; preds = %5, %31
%32 = phi i64 [ %49, %31 ], [ 0, %5 ]
%33 = phi i32 [ %47, %31 ], [ %3, %5 ]
%34 = phi i32 [ %44, %31 ], [ %1, %5 ]
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sext i32 %33 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp slt i32 %37, %40
%42 = select i1 %41, i32 %37, i32 %40
%43 = zext i1 %41 to i32
%44 = add nsw i32 %34, %43
%45 = xor i1 %41, true
%46 = zext i1 %45 to i32
%47 = add nsw i32 %33, %46
%48 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %6, i64 0, i64 %32
store i32 %42, i32* %48
%49 = add nuw i64 %32, 1
%50 = icmp sle i32 %44, %2
%51 = icmp sle i32 %47, %4
%52 = select i1 %50, i1 %51, i1 false
br i1 %52, label %31, label %11
53: ; preds = %18, %13
%54 = phi i32 [ %16, %13 ], [ %30, %18 ]
%55 = icmp sgt i32 %15, %4
br i1 %55, label %67, label %56
56: ; preds = %53
%57 = zext i32 %54 to i64
%58 = getelementptr [100 x i32], [100 x i32]* %6, i64 0, i64 %57
%59 = bitcast i32* %58 to i8*
%60 = sext i32 %15 to i64
%61 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %60
%62 = bitcast i32* %61 to i8*
%63 = sub i32 %4, %15
%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 = %56, %53
%68 = icmp slt i32 %4, %1
br i1 %68, label %77, 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 = sub i32 %4, %1
%74 = zext i32 %73 to i64
%75 = shl nuw nsw i64 %74, 2
%76 = add nuw nsw i64 %75, 4
br label %77
77: ; preds = %69, %67
ret i32 undef
}