#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*/ displaySubArray(int *, int, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *);
void merge(int array[], int left, int middle1, int middle2, int right) {
  int leftIndex = left;
  int rightIndex = middle2;
  int combinedIndex = left;
  int tempArray[10];
  int i;
  printf("merge:   ");
  displaySubArray(array, left, middle1);
  printf("\n         ");
  displaySubArray(array, middle2, right);
  printf("\n");
  while (leftIndex <= middle1 && rightIndex <= right) {
    if (array[leftIndex] <= array[rightIndex])
      tempArray[combinedIndex++] = array[leftIndex++];
    else
      tempArray[combinedIndex++] = array[rightIndex++];
  }
  if (leftIndex == middle2) {
    while (rightIndex <= right)
      tempArray[combinedIndex++] = array[rightIndex++];
  } else {
    while (leftIndex <= middle1)
      tempArray[combinedIndex++] = array[leftIndex++];
  }
  for (i = left; i <= right; i++)
    array[i] = tempArray[i];
  printf("         ");
  displaySubArray(array, left, right);
  printf("\n\n");
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
lea    0xeae(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1040 <displaySubArray@plt>
lea    0xe9d(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1040 <displaySubArray@plt>
lea    0xe8e(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x55(%rbp)
jg     11aa <merge+0x8a>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x55(%rbp)
mov    -0x55(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11ba <merge+0x9a>
jmp    122c <merge+0x10c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     1201 <merge+0xe1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x50(%rbp,%rax,4)
jmp    1227 <merge+0x107>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x50(%rbp,%rax,4)
jmp    118d <merge+0x6d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    1279 <merge+0x159>
jmp    123d <merge+0x11d>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1274 <merge+0x154>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x50(%rbp,%rax,4)
jmp    123d <merge+0x11d>
jmp    12ba <merge+0x19a>
jmp    127e <merge+0x15e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     12b5 <merge+0x195>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x24(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x50(%rbp,%rax,4)
jmp    127e <merge+0x15e>
jmp    12ba <merge+0x19a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     12ed <merge+0x1cd>
movslq -0x54(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    12c0 <merge+0x1a0>
lea    0xd17(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1040 <displaySubArray@plt>
lea    0xd06(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %r8d,%r15d
mov    %ecx,%ebx
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r12
lea    0xe8d(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %r13d,%edx
call   1070 <displaySubArray@plt>
lea    0xe7d(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1070 <displaySubArray@plt>
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    %ebx,%r9d
mov    %r14d,%eax
mov    %ebx,%edx
mov    %r14d,%r8d
cmp    %r13d,%r14d
jg     1215 <merge+0xc5>
mov    %r14d,%eax
mov    %r9d,%edx
mov    %r14d,%r8d
cmp    %r15d,%r9d
jg     1215 <merge+0xc5>
movslq %r14d,%rax
lea    (%rsp,%rax,4),%rsi
mov    %r14d,%r8d
mov    %r9d,%edx
mov    %r14d,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cltq
mov    (%r12,%rax,4),%edi
movslq %edx,%rdx
mov    (%r12,%rdx,4),%ebx
xor    %ebp,%ebp
xor    %ecx,%ecx
cmp    %ebx,%edi
setg   %bpl
setle  %cl
cmovg  %ebx,%edi
add    %ecx,%eax
add    %ebp,%edx
mov    %edi,(%rsi)
add    $0x1,%r8d
cmp    %r13d,%eax
jg     1215 <merge+0xc5>
add    $0x4,%rsi
cmp    %r15d,%edx
jle    11e0 <merge+0x90>
cmp    %r9d,%eax
jne    123c <merge+0xec>
cmp    %r15d,%edx
jg     125f <merge+0x10f>
movslq %r8d,%rax
lea    (%rsp,%rax,4),%rdi
movslq %edx,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
mov    %r15d,%eax
sub    %edx,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
jmp    125a <merge+0x10a>
cmp    %r13d,%eax
jg     125f <merge+0x10f>
movslq %r8d,%rcx
lea    (%rsp,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%rsi
sub    %eax,%r13d
lea    0x4(,%r13,4),%rdx
call   1060 <memcpy@plt>
mov    %r15d,%eax
sub    %r14d,%eax
jl     127f <merge+0x12f>
movslq %r14d,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%rdi
lea    (%rsp,%rcx,4),%rsi
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1060 <memcpy@plt>
lea    0xd85(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1070 <displaySubArray@plt>
lea    0xd75(%rip),%rdi
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1040 <puts@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [10 x i8] c"merge: \00"
@.str.1 = [11 x i8] c"\0A \00"
@.str.2 = [2 x i8] c"\0A\00"
@.str.3 = [10 x i8] c" \00"
@.str.4 = [3 x i8] c"\0A\0A\00"
define void @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 i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca [10 x i32]
%15 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
%16 = load i32, i32* %7
store i32 %16, i32* %11
%17 = load i32, i32* %9
store i32 %17, i32* %12
%18 = load i32, i32* %7
store i32 %18, i32* %13
%19 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%20 = load i32*, i32** %6
%21 = load i32, i32* %7
%22 = load i32, i32* %8
%23 = call i32 @displaySubArray(i32* %20, i32 %21, i32 %22)
%24 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
%25 = load i32*, i32** %6
%26 = load i32, i32* %9
%27 = load i32, i32* %10
%28 = call i32 @displaySubArray(i32* %25, i32 %26, i32 %27)
%29 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
br label %30
30: ; preds = %74, %5
%31 = load i32, i32* %11
%32 = load i32, i32* %8
%33 = icmp sle i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %38
34: ; preds = %30
%35 = load i32, i32* %12
%36 = load i32, i32* %10
%37 = icmp sle i32 %35, %36
br label %38
38: ; preds = %34, %30
%39 = phi i1 [ false, %30 ], [ %37, %34 ]
br i1 %39, label %40, label %75
40: ; preds = %38
%41 = load i32*, i32** %6
%42 = load i32, i32* %11
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = load i32*, i32** %6
%47 = load i32, i32* %12
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = icmp sle i32 %45, %50
br i1 %51, label %52, label %63
52: ; preds = %40
%53 = load i32*, i32** %6
%54 = load i32, i32* %11
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %11
%56 = sext i32 %54 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32, i32* %13
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %13
%61 = sext i32 %59 to i64
%62 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %14, i64 0, i64 %61
store i32 %58, i32* %62
br label %74
63: ; preds = %40
%64 = load i32*, i32** %6
%65 = load i32, i32* %12
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %12
%67 = sext i32 %65 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%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 [10 x i32], [10 x i32]* %14, i64 0, i64 %72
store i32 %69, i32* %73
br label %74
74: ; preds = %63, %52
br label %30
75: ; preds = %38
%76 = load i32, i32* %11
%77 = load i32, i32* %9
%78 = icmp eq i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %96
79: ; preds = %75
br label %80
80: ; preds = %84, %79
%81 = load i32, i32* %12
%82 = load i32, i32* %10
%83 = icmp sle i32 %81, %82
br i1 %83, label %84, label %95
84: ; preds = %80
%85 = load i32*, i32** %6
%86 = load i32, i32* %12
%87 = add nsw i32 %86, 1
store i32 %87, i32* %12
%88 = sext i32 %86 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = load i32, i32* %13
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %13
%93 = sext i32 %91 to i64
%94 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %14, i64 0, i64 %93
store i32 %90, i32* %94
br label %80
95: ; preds = %80
br label %113
96: ; preds = %75
br label %97
97: ; preds = %101, %96
%98 = load i32, i32* %11
%99 = load i32, i32* %8
%100 = icmp sle i32 %98, %99
br i1 %100, label %101, label %112
101: ; preds = %97
%102 = load i32*, i32** %6
%103 = load i32, i32* %11
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %11
%105 = sext i32 %103 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %105
%107 = load i32, i32* %106
%108 = load i32, i32* %13
%109 = add nsw i32 %108, 1
store i32 %109, i32* %13
%110 = sext i32 %108 to i64
%111 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %14, i64 0, i64 %110
store i32 %107, i32* %111
br label %97
112: ; preds = %97
br label %113
113: ; preds = %112, %95
%114 = load i32, i32* %7
store i32 %114, i32* %15
br label %115
115: ; preds = %128, %113
%116 = load i32, i32* %15
%117 = load i32, i32* %10
%118 = icmp sle i32 %116, %117
br i1 %118, label %119, label %131
119: ; preds = %115
%120 = load i32, i32* %15
%121 = sext i32 %120 to i64
%122 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %14, i64 0, i64 %121
%123 = load i32, i32* %122
%124 = load i32*, i32** %6
%125 = load i32, i32* %15
%126 = sext i32 %125 to i64
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %124, i64 %126
store i32 %123, i32* %127
br label %128
128: ; preds = %119
%129 = load i32, i32* %15
%130 = add nsw i32 %129, 1
store i32 %130, i32* %15
br label %115
131: ; preds = %115
%132 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
%133 = load i32*, i32** %6
%134 = load i32, i32* %7
%135 = load i32, i32* %10
%136 = call i32 @displaySubArray(i32* %133, i32 %134, i32 %135)
%137 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.4, i64 0, i64 0))
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [10 x i8] c"merge: \00"
@.str.1 = [11 x i8] c"\0A \00"
@.str.3 = [10 x i8] c" \00"
@str = [2 x i8] c"\0A\00"
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca [10 x i32]
%7 = bitcast [10 x i32]* %6 to i8*
%8 = tail call i32 @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%9 = tail call i32 @displaySubArray(i32* %0, i32 %1, i32 %2)
%10 = tail call i32 @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
%11 = tail call i32 @displaySubArray(i32* %0, i32 %3, i32 %4)
%12 = tail call i32 @putchar(i32 10)
%13 = icmp sle i32 %1, %2
%14 = icmp sle i32 %3, %4
%15 = and i1 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %42
16: ; preds = %5
%17 = sext i32 %1 to i64
br label %18
18: ; preds = %16, %18
%19 = phi i64 [ %17, %16 ], [ %36, %18 ]
%20 = phi i32 [ %3, %16 ], [ %34, %18 ]
%21 = phi i32 [ %1, %16 ], [ %32, %18 ]
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = sext i32 %20 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp sgt i32 %24, %27
%29 = select i1 %28, i32 %27, i32 %24
%30 = xor i1 %28, true
%31 = zext i1 %30 to i32
%32 = add nsw i32 %21, %31
%33 = zext i1 %28 to i32
%34 = add nsw i32 %20, %33
%35 = getelementptr inbounds [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 %19
store i32 %29, i32* %35
%36 = add i64 %19, 1
%37 = icmp sle i32 %32, %2
%38 = icmp sle i32 %34, %4
%39 = select i1 %37, i1 %38, i1 false
br i1 %39, label %18, label %40
40: ; preds = %18
%41 = trunc i64 %36 to i32
br label %42
42: ; preds = %40, %5
%43 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %32, %40 ]
%44 = phi i32 [ %3, %5 ], [ %34, %40 ]
%45 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %41, %40 ]
%46 = icmp eq i32 %43, %3
br i1 %46, label %60, label %47
47: ; preds = %42
%48 = icmp sgt i32 %43, %2
br i1 %48, label %73, label %49
49: ; preds = %47
%50 = sext i32 %45 to i64
%51 = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 %50
%52 = bitcast i32* %51 to i8*
%53 = sext i32 %43 to i64
%54 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %53
%55 = bitcast i32* %54 to i8*
%56 = sub i32 %2, %43
%57 = zext i32 %56 to i64
%58 = shl nuw nsw i64 %57, 2
%59 = add nuw nsw i64 %58, 4
br label %73
60: ; preds = %42
%61 = icmp sgt i32 %44, %4
br i1 %61, label %73, label %62
62: ; preds = %60
%63 = sext i32 %45 to i64
%64 = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 %63
%65 = bitcast i32* %64 to i8*
%66 = sext i32 %44 to i64
%67 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %66
%68 = bitcast i32* %67 to i8*
%69 = sub i32 %4, %44
%70 = zext i32 %69 to i64
%71 = shl nuw nsw i64 %70, 2
%72 = add nuw nsw i64 %71, 4
br label %73
73: ; preds = %49, %62, %47, %60
%74 = icmp slt i32 %4, %1
br i1 %74, label %85, label %75
75: ; preds = %73
%76 = sext i32 %1 to i64
%77 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %76
%78 = bitcast i32* %77 to i8*
%79 = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* %6, i64 0, i64 %76
%80 = bitcast i32* %79 to i8*
%81 = sub i32 %4, %1
%82 = zext i32 %81 to i64
%83 = shl nuw nsw i64 %82, 2
%84 = add nuw nsw i64 %83, 4
br label %85
85: ; preds = %75, %73
%86 = tail call i32 @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([10 x i8], [10 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
%87 = tail call i32 @displaySubArray(i32* %0, i32 %1, i32 %4)
%88 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
ret void
}