#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*/ merge(int *, int, int *, int, int *);
void merge_sort_step(int *pArr, int size, int *pBuffer) {
  if (size <= 1)
    return;
  int middle = size / 2;
  merge_sort_step(pArr, middle, pBuffer);
  merge_sort_step(pArr + middle, size - middle, pBuffer + middle);
  merge(pArr, middle, pArr + middle, size - middle, pBuffer);
  for (int i = 0; i < size; i++)
    pArr[i] = pBuffer[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge_sort_step>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jg     1142 <merge_sort_step+0x22>
jmp    11e5 <merge_sort_step+0xc5>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
call   1030 <merge_sort_step@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdx
call   1030 <merge_sort_step@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%rdx
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdx
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%r8
call   1040 <merge@plt>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e5 <merge_sort_step+0xc5>
mov    -0x18(%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    11b5 <merge_sort_step+0x95>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge_sort_step>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    $0x2,%esi
jl     12d4 <merge_sort_step+0x1b4>
mov    %rdx,%r14
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%rbx
mov    %esi,%ebp
shr    %ebp
mov    %ebp,%esi
call   1030 <merge_sort_step@plt>
lea    (%rbx,%rbp,4),%r12
mov    %r15d,%r13d
sub    %ebp,%r13d
lea    (%r14,%rbp,4),%rdx
mov    %r12,%rdi
mov    %r13d,%esi
call   1030 <merge_sort_step@plt>
mov    %rbx,%rdi
mov    %ebp,%esi
mov    %r12,%rdx
mov    %r13d,%ecx
mov    %r14,%r8
call   1040 <merge@plt>
mov    %r15d,%eax
cmp    $0x8,%r15d
jb     118f <merge_sort_step+0x6f>
lea    (%r14,%rax,4),%rcx
cmp    %rbx,%rcx
jbe    1200 <merge_sort_step+0xe0>
lea    (%rbx,%rax,4),%rcx
cmp    %r14,%rcx
jbe    1200 <merge_sort_step+0xe0>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%rdx
not    %rdx
add    %rax,%rdx
mov    %rax,%rsi
and    $0x3,%rsi
je     11c1 <merge_sort_step+0xa1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%r14,%rcx,4),%edi
mov    %edi,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
jne    11b0 <merge_sort_step+0x90>
cmp    $0x3,%rdx
jb     12d4 <merge_sort_step+0x1b4>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r14,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rbx,%rcx,4)
mov    0x4(%r14,%rcx,4),%edx
mov    %edx,0x4(%rbx,%rcx,4)
mov    0x8(%r14,%rcx,4),%edx
mov    %edx,0x8(%rbx,%rcx,4)
mov    0xc(%r14,%rcx,4),%edx
mov    %edx,0xc(%rbx,%rcx,4)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    11d0 <merge_sort_step+0xb0>
jmp    12d4 <merge_sort_step+0x1b4>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
shr    $0x3,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %esi,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x18,%rdi
jae    1223 <merge_sort_step+0x103>
xor    %edi,%edi
jmp    1290 <merge_sort_step+0x170>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
xor    %edi,%edi
nopl   0x0(%rax)
movups (%r14,%rdi,4),%xmm0
movups 0x10(%r14,%rdi,4),%xmm1
movups %xmm0,(%rbx,%rdi,4)
movups %xmm1,0x10(%rbx,%rdi,4)
movups 0x20(%r14,%rdi,4),%xmm0
movups 0x30(%r14,%rdi,4),%xmm1
movups %xmm0,0x20(%rbx,%rdi,4)
movups %xmm1,0x30(%rbx,%rdi,4)
movups 0x40(%r14,%rdi,4),%xmm0
movups 0x50(%r14,%rdi,4),%xmm1
movups %xmm0,0x40(%rbx,%rdi,4)
movups %xmm1,0x50(%rbx,%rdi,4)
movups 0x60(%r14,%rdi,4),%xmm0
movups 0x70(%r14,%rdi,4),%xmm1
movups %xmm0,0x60(%rbx,%rdi,4)
movups %xmm1,0x70(%rbx,%rdi,4)
add    $0x20,%rdi
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    1230 <merge_sort_step+0x110>
test   %rdx,%rdx
je     12cb <merge_sort_step+0x1ab>
lea    (%rbx,%rdi,4),%rsi
add    $0x10,%rsi
lea    (%r14,%rdi,4),%rdi
add    $0x10,%rdi
shl    $0x5,%rdx
xor    %ebp,%ebp
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movups -0x10(%rdi,%rbp,1),%xmm0
movups (%rdi,%rbp,1),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rsi,%rbp,1)
movups %xmm1,(%rsi,%rbp,1)
add    $0x20,%rbp
cmp    %rbp,%rdx
jne    12b0 <merge_sort_step+0x190>
cmp    %rax,%rcx
jne    1191 <merge_sort_step+0x71>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @merge_sort_step(i32* %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32* %2, i32** %6
%9 = load i32, i32* %5
%10 = icmp sle i32 %9, 1
br i1 %10, label %11, label %12
11: ; preds = %3
br label %57
12: ; preds = %3
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sdiv i32 %13, 2
store i32 %14, i32* %7
%15 = load i32*, i32** %4
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32*, i32** %6
%18 = load i32*, i32** %4
%19 = load i32, i32* %7
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %20
%22 = load i32, i32* %5
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sub nsw i32 %22, %23
%25 = load i32*, i32** %6
%26 = load i32, i32* %7
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32*, i32** %4
%30 = load i32, i32* %7
%31 = load i32*, i32** %4
%32 = load i32, i32* %7
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %5
%36 = load i32, i32* %7
%37 = sub nsw i32 %35, %36
%38 = load i32*, i32** %6
%39 = call i32 @merge(i32* %29, i32 %30, i32* %34, i32 %37, i32* %38)
store i32 0, i32* %8
br label %40
40: ; preds = %54, %12
%41 = load i32, i32* %8
%42 = load i32, i32* %5
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %57
44: ; preds = %40
%45 = load i32*, i32** %6
%46 = load i32, i32* %8
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = load i32*, i32** %4
%51 = load i32, i32* %8
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
store i32 %49, i32* %53
br label %54
54: ; preds = %44
%55 = load i32, i32* %8
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %8
br label %40
57: ; preds = %11, %40
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge_sort_step(i32* %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = icmp slt i32 %1, 2
br i1 %4, label %136, label %5
5: ; preds = %3
%6 = lshr i32 %1, 1
tail call void @merge_sort_step(i32* %0, i32 %6, i32* %2)
%7 = zext i32 %6 to i64
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%9 = sub nsw i32 %1, %6
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %7
tail call void @merge_sort_step(i32* %8, i32 %9, i32* %10)
%11 = tail call i32 @merge(i32* %0, i32 %6, i32* %8, i32 %9, i32* %2)
%12 = zext i32 %1 to i64
%13 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %13, label %99, label %14
14: ; preds = %5
%15 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %12
%16 = getelementptr i32, i32* %2, i64 %12
%17 = icmp ugt i32* %16, %0
%18 = icmp ugt i32* %15, %2
%19 = and i1 %17, %18
br i1 %19, label %99, label %20
20: ; preds = %14
%21 = and i64 %12, 4294967288
%22 = add nsw i64 %21, -8
%23 = lshr exact i64 %22, 3
%24 = add nuw nsw i64 %23, 1
%25 = and i64 %24, 3
%26 = icmp ult i64 %22, 24
br i1 %26, label %78, label %27
27: ; preds = %20
%28 = and i64 %24, 4611686018427387900
br label %29
29: ; preds = %29, %27
%30 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %75, %29 ]
%31 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %76, %29 ]
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %30
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
%34 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 4
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
%37 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %36
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%39 = bitcast i32* %38 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %34, <4 x i32>* %39
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 4
%41 = bitcast i32* %40 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %37, <4 x i32>* %41
%42 = or i64 %30, 8
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %42
%44 = bitcast i32* %43 to <4 x i32>*
%45 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %44
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 4
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
%48 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %47
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %45, <4 x i32>* %50
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 4
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %48, <4 x i32>* %52
%53 = or i64 %30, 16
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %53
%55 = bitcast i32* %54 to <4 x i32>*
%56 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %55
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 4
%58 = bitcast i32* %57 to <4 x i32>*
%59 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %58
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%61 = bitcast i32* %60 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %56, <4 x i32>* %61
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 4
%63 = bitcast i32* %62 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %59, <4 x i32>* %63
%64 = or i64 %30, 24
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %64
%66 = bitcast i32* %65 to <4 x i32>*
%67 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %66
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 4
%69 = bitcast i32* %68 to <4 x i32>*
%70 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %69
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %64
%72 = bitcast i32* %71 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %67, <4 x i32>* %72
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 4
%74 = bitcast i32* %73 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %70, <4 x i32>* %74
%75 = add nuw i64 %30, 32
%76 = add i64 %31, 4
%77 = icmp eq i64 %76, %28
br i1 %77, label %78, label %29
78: ; preds = %29, %20
%79 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %75, %29 ]
%80 = icmp eq i64 %25, 0
br i1 %80, label %97, label %81
81: ; preds = %78, %81
%82 = phi i64 [ %94, %81 ], [ %79, %78 ]
%83 = phi i64 [ %95, %81 ], [ 0, %78 ]
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %82
%85 = bitcast i32* %84 to <4 x i32>*
%86 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %85
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 4
%88 = bitcast i32* %87 to <4 x i32>*
%89 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %88
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %82
%91 = bitcast i32* %90 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %91
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 4
%93 = bitcast i32* %92 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %89, <4 x i32>* %93
%94 = add nuw i64 %82, 8
%95 = add i64 %83, 1
%96 = icmp eq i64 %95, %25
br i1 %96, label %97, label %81
97: ; preds = %81, %78
%98 = icmp eq i64 %21, %12
br i1 %98, label %136, label %99
99: ; preds = %14, %5, %97
%100 = phi i64 [ 0, %14 ], [ 0, %5 ], [ %21, %97 ]
%101 = xor i64 %100, -1
%102 = add nsw i64 %101, %12
%103 = and i64 %12, 3
%104 = icmp eq i64 %103, 0
br i1 %104, label %114, label %105
105: ; preds = %99, %105
%106 = phi i64 [ %111, %105 ], [ %100, %99 ]
%107 = phi i64 [ %112, %105 ], [ 0, %99 ]
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %106
%109 = load i32, i32* %108
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %106
store i32 %109, i32* %110
%111 = add nuw nsw i64 %106, 1
%112 = add i64 %107, 1
%113 = icmp eq i64 %112, %103
br i1 %113, label %114, label %105
114: ; preds = %105, %99
%115 = phi i64 [ %100, %99 ], [ %111, %105 ]
%116 = icmp ult i64 %102, 3
br i1 %116, label %136, label %117
117: ; preds = %114, %117
%118 = phi i64 [ %134, %117 ], [ %115, %114 ]
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %118
%120 = load i32, i32* %119
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %118
store i32 %120, i32* %121
%122 = add nuw nsw i64 %118, 1
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %122
%124 = load i32, i32* %123
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %122
store i32 %124, i32* %125
%126 = add nuw nsw i64 %118, 2
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %126
%128 = load i32, i32* %127
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %126
store i32 %128, i32* %129
%130 = add nuw nsw i64 %118, 3
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %130
%132 = load i32, i32* %131
%133 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %130
store i32 %132, i32* %133
%134 = add nuw nsw i64 %118, 4
%135 = icmp eq i64 %134, %12
br i1 %135, label %136, label %117
136: ; preds = %114, %117, %97, %3
ret void
}