void merge(long long int A[], long long int p, long long int q,
           long long int r) {
  long long int n1 = q - p + 1, n2 = r - q;
  long long int B[n1], C[n2];
  for (long long int i = 0; i < n1; i++) {
    B[i] = A[i + p];
  }
  for (long long int j = 0; j < n2; j++) {
    C[j] = A[q + 1 + j];
  }
  long long int i, j, k;
  i = j = 0;
  k = p;
  while (i < n1 && j < n2) {
    if (B[i] <= C[j])
      A[k++] = B[i++];
    else
      A[k++] = C[j++];
  }
  while (i < n1) {
    A[k++] = B[i++];
  }
  while (j < n2) {
    A[k++] = C[j++];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x90,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
lea    0xf(,%rax,8),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x80(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
lea    0xf(,%rax,8),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x78(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x48(%rbp)
movq   $0x0,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jge    11c9 <merge+0xc9>
mov    -0x80(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x50(%rbp),%rdx
add    -0x10(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rdx
mov    -0x50(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x50(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    118e <merge+0x8e>
movq   $0x0,-0x58(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jge    1210 <merge+0x110>
mov    -0x78(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rdx
add    $0x1,%rdx
add    -0x58(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rdx
mov    -0x58(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x58(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
jmp    11d1 <merge+0xd1>
movq   $0x0,-0x68(%rbp)
movq   $0x0,-0x60(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x81(%rbp)
jge    124f <merge+0x14f>
mov    -0x68(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
setl   %al
mov    %al,-0x81(%rbp)
mov    -0x81(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1262 <merge+0x162>
jmp    12e6 <merge+0x1e6>
mov    -0x78(%rbp),%rcx
mov    -0x80(%rbp),%rax
mov    -0x60(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,8),%rax
mov    -0x68(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
jg     12b3 <merge+0x1b3>
mov    -0x80(%rbp),%rax
mov    -0x60(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x60(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,-0x70(%rbp)
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    12e1 <merge+0x1e1>
mov    -0x78(%rbp),%rax
mov    -0x68(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x68(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,-0x70(%rbp)
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    1228 <merge+0x128>
jmp    12eb <merge+0x1eb>
mov    -0x60(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jge    132c <merge+0x22c>
mov    -0x80(%rbp),%rax
mov    -0x60(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x60(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,-0x70(%rbp)
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    12eb <merge+0x1eb>
jmp    1331 <merge+0x231>
mov    -0x68(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
jge    1372 <merge+0x272>
mov    -0x78(%rbp),%rax
mov    -0x68(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x68(%rbp)
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,-0x70(%rbp)
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    1331 <merge+0x231>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rdx,%rbx
mov    %rsi,%r9
mov    %rdx,%r12
sub    %rsi,%r12
mov    %rcx,%r8
sub    %rdx,%r8
lea    0x17(,%r12,8),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r14
sub    %rax,%r14
mov    %r14,%rsp
lea    0xf(,%r8,8),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r10
sub    %rax,%r10
mov    %r10,%rsp
test   %r12,%r12
mov    %rdi,-0x38(%rbp)
mov    %r10,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
js     1196 <merge+0x86>
lea    (%rdi,%r9,8),%rsi
lea    0x8(,%r12,8),%rdx
mov    %r14,%rdi
mov    %r8,%r15
mov    %r9,%r13
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    %r13,%r9
mov    %r15,%r8
mov    -0x38(%rbp),%rdi
test   %r8,%r8
mov    %rbx,-0x40(%rbp)
jle    122b <merge+0x11b>
mov    %r9,%r15
lea    (%rdi,%rbx,8),%rsi
add    $0x8,%rsi
lea    0x0(,%r8,8),%rdx
mov    %r10,%rdi
mov    %r8,%rbx
call   1030 <memcpy@plt>
xor    %eax,%eax
test   %r12,%r12
js     12a8 <merge+0x198>
mov    $0x0,%r13d
mov    %r15,%r9
test   %rbx,%rbx
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    %rbx,%r8
mov    -0x30(%rbp),%r10
jle    1233 <merge+0x123>
xor    %r13d,%r13d
mov    %r9,%r15
xor    %eax,%eax
nopl   (%rax)
mov    %rax,%rcx
mov    %r13,%rdx
mov    (%r14,%rax,8),%rsi
mov    (%r10,%r13,8),%rbx
xor    %r13d,%r13d
xor    %eax,%eax
cmp    %rbx,%rsi
setg   %r13b
setle  %al
cmovg  %rbx,%rsi
add    %rcx,%rax
add    %rdx,%r13
mov    %rsi,(%rdi,%r15,8)
add    $0x1,%r15
cmp    %r12,%rax
jg     1233 <merge+0x123>
cmp    %r8,%r13
jl     11f0 <merge+0xe0>
jmp    1233 <merge+0x123>
xor    %eax,%eax
xor    %r13d,%r13d
mov    %r9,%r15
cmp    %r12,%rax
jg     1271 <merge+0x161>
lea    (%rdi,%r15,8),%rdi
lea    (%r14,%rax,8),%rsi
add    %rax,%r9
mov    -0x40(%rbp),%r14
mov    %r14,%rax
sub    %r9,%rax
lea    0x8(,%rax,8),%rdx
mov    %r8,%rbx
mov    %r9,%r12
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    %rbx,%r8
add    %r14,%r15
sub    %r12,%r15
add    $0x1,%r15
cmp    %r8,%r13
jge    1299 <merge+0x189>
mov    -0x38(%rbp),%rax
lea    (%rax,%r15,8),%rdi
lea    (%r10,%r13,8),%rsi
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    %r13,%rax
mov    -0x48(%rbp),%rdx
sub    %rax,%rdx
shl    $0x3,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %r13d,%r13d
mov    %r15,%r9
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    %rbx,%r8
mov    -0x30(%rbp),%r10
cmp    %r12,%rax
jle    1238 <merge+0x128>
jmp    1271 <merge+0x161>

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

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