#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 *merge(int *, int, int *, int);
int *sort(int *array, int size) {
  int *left, *right, left_size, right_size;
  int *left_sorted, *right_sorted, *sorted;
  if (size == 1) {
    return array;
  } else {
    if (size % 2 == 0) {
      left_size = size / 2;
      right_size = left_size;
    } else {
      left_size = size / 2;
      right_size = left_size + 1;
    }
    left = array;
    right = left + left_size;
    left_sorted = sort(left, left_size);
    right_sorted = sort(right, right_size);
    sorted = merge(left_sorted, left_size, right_sorted, right_size);
    return sorted;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x14(%rbp)
jne    1146 <sort+0x26>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    11e4 <sort+0xc4>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    1173 <sort+0x53>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    118a <sort+0x6a>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x2c(%rbp),%esi
call   1030 <sort@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%esi
call   1030 <sort@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x2c(%rbp),%esi
mov    -0x40(%rbp),%rdx
mov    -0x30(%rbp),%ecx
call   1040 <merge@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort>:
cmp    $0x1,%esi
jne    1129 <sort+0x9>
mov    %rdi,%rax
ret
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%ebx
and    $0x1,%ebx
mov    %esi,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %esi,%eax
sar    %eax
add    %eax,%ebx
movslq %eax,%r14
lea    (%rdi,%r14,4),%r15
mov    %r14d,%esi
call   1030 <sort@plt>
mov    %rax,%r12
mov    %r15,%rdi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <sort@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %rax,%rdx
mov    %ebx,%ecx
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1040 <merge@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define i32* @sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %3, label %13, label %4
4: ; preds = %2
%5 = and i32 %1, 1
%6 = sdiv i32 %1, 2
%7 = add nsw i32 %6, %5
%8 = sext i32 %6 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%10 = tail call i32* @sort(i32* %0, i32 %6)
%11 = tail call i32* @sort(i32* %9, i32 %7)
%12 = tail call i32* @merge(i32* %10, i32 %6, i32* %11, i32 %7)
br label %13
13: ; preds = %2, %4
%14 = phi i32* [ %12, %4 ], [ %0, %2 ]
ret i32* %14
}