#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 floor(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
void Merge(int a[], int start, int end) {
  int mid = floor((start + end) / 2);
  int i = start, j = mid + 1, k = 0;
  int b[100];
  while (i <= mid && j <= end) {
    if (a[i] < a[j])
      b[k++] = a[i++];
    else if (a[i] > a[j])
      b[k++] = a[j++];
  }
  while (i <= mid)
    b[k++] = a[i++];
  while (j <= end)
    b[k++] = a[j++];
  printf("\n");
  for (i = 0, j = start; i < k; i++, j++) {
    printf("%d ", b[i]);
    a[j] = b[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x1c0,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1040 <floor@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1b1(%rbp)
jg     1186 <Merge+0x66>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x1b1(%rbp)
mov    -0x1b1(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1199 <Merge+0x79>
jmp    1232 <Merge+0x112>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11e3 <Merge+0xc3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    122d <Merge+0x10d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1228 <Merge+0x108>
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    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    122d <Merge+0x10d>
jmp    1163 <Merge+0x43>
jmp    1237 <Merge+0x117>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1271 <Merge+0x151>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    1237 <Merge+0x117>
jmp    1276 <Merge+0x156>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     12b0 <Merge+0x190>
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    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x1b0(%rbp,%rax,4)
jmp    1276 <Merge+0x156>
lea    0xd49(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    131d <Merge+0x1fd>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%esi
lea    0xd19(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    12cb <Merge+0x1ab>
add    $0x1c0,%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    %edx,%r15d
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r13
lea    (%r15,%r14,1),%eax
mov    %eax,%edi
shr    $0x1f,%edi
add    %eax,%edi
sar    %edi
call   1060 <floor@plt>
mov    %eax,%r12d
lea    0x1(%r12),%ebp
xor    %ebx,%ebx
cmp    %r14d,%eax
jl     11cc <Merge+0x8c>
cmp    %r15d,%r12d
jge    11cc <Merge+0x8c>
xor    %ebx,%ebx
mov    %r14d,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq %eax,%rcx
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%ecx
movslq %ebp,%rdx
mov    0x0(%r13,%rdx,4),%edx
cmp    %edx,%ecx
jge    11b0 <Merge+0x70>
add    $0x1,%eax
jmp    11b7 <Merge+0x77>
nopl   0x0(%rax)
jle    11c0 <Merge+0x80>
add    $0x1,%ebp
mov    %edx,%ecx
movslq %ebx,%rdx
add    $0x1,%ebx
mov    %ecx,(%rsp,%rdx,4)
cmp    %r12d,%eax
jg     11cf <Merge+0x8f>
cmp    %r15d,%ebp
jle    1190 <Merge+0x50>
jmp    11cf <Merge+0x8f>
mov    %r14d,%eax
sub    %eax,%r12d
jl     11fb <Merge+0xbb>
movslq %ebx,%rbx
lea    (%rsp,%rbx,4),%rdi
cltq
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
lea    0x4(,%r12,4),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
add    %r12d,%ebx
add    $0x1,%ebx
cmp    %r15d,%ebp
jg     122b <Merge+0xeb>
movslq %ebx,%rbx
lea    (%rsp,%rbx,4),%rdi
movslq %ebp,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %ebp,%r15d
lea    0x4(,%r15,4),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
add    %r15d,%ebx
add    $0x1,%ebx
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
test   %ebx,%ebx
jle    127c <Merge+0x13c>
movslq %r14d,%rax
mov    %ebx,%r15d
lea    0x0(,%rax,4),%r12
add    %r13,%r12
lea    0xdaf(%rip),%r14
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%rsp,%rbx,4),%ebp
mov    %r14,%rdi
mov    %ebp,%esi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    %ebp,(%r12,%rbx,4)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
jne    1260 <Merge+0x120>
add    $0x198,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [2 x i8] c"\0A\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d \00"
define void @Merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca [100 x i32]
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%12 = load i32, i32* %5
%13 = load i32, i32* %6
%14 = add nsw i32 %12, %13
%15 = sdiv i32 %14, 2
%16 = call i32 @floor(i32 %15)
store i32 %16, i32* %7
%17 = load i32, i32* %5
store i32 %17, i32* %8
%18 = load i32, i32* %7
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %20
20: ; preds = %77, %3
%21 = load i32, i32* %8
%22 = load i32, i32* %7
%23 = icmp sle i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %28
24: ; preds = %20
%25 = load i32, i32* %9
%26 = load i32, i32* %6
%27 = icmp sle i32 %25, %26
br label %28
28: ; preds = %24, %20
%29 = phi i1 [ false, %20 ], [ %27, %24 ]
br i1 %29, label %30, label %78
30: ; preds = %28
%31 = load i32*, i32** %4
%32 = load i32, i32* %8
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32*, i32** %4
%37 = load i32, i32* %9
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp slt i32 %35, %40
br i1 %41, label %42, label %53
42: ; preds = %30
%43 = load i32*, i32** %4
%44 = load i32, i32* %8
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %8
%46 = sext i32 %44 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32, i32* %10
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %10
%51 = sext i32 %49 to i64
%52 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %11, i64 0, i64 %51
store i32 %48, i32* %52
br label %77
53: ; preds = %30
%54 = load i32*, i32** %4
%55 = load i32, i32* %8
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32*, i32** %4
%60 = load i32, i32* %9
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = icmp sgt i32 %58, %63
br i1 %64, label %65, label %76
65: ; preds = %53
%66 = load i32*, i32** %4
%67 = load i32, i32* %9
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %9
%69 = sext i32 %67 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32, i32* %10
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %10
%74 = sext i32 %72 to i64
%75 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %11, i64 0, i64 %74
store i32 %71, i32* %75
br label %76
76: ; preds = %65, %53
br label %77
77: ; preds = %76, %42
br label %20
78: ; preds = %28
br label %79
79: ; preds = %83, %78
%80 = load i32, i32* %8
%81 = load i32, i32* %7
%82 = icmp sle i32 %80, %81
br i1 %82, label %83, label %94
83: ; preds = %79
%84 = load i32*, i32** %4
%85 = load i32, i32* %8
%86 = add nsw i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %8
%87 = sext i32 %85 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = load i32, i32* %10
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %10
%92 = sext i32 %90 to i64
%93 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %11, i64 0, i64 %92
store i32 %89, i32* %93
br label %79
94: ; preds = %79
br label %95
95: ; preds = %99, %94
%96 = load i32, i32* %9
%97 = load i32, i32* %6
%98 = icmp sle i32 %96, %97
br i1 %98, label %99, label %110
99: ; preds = %95
%100 = load i32*, i32** %4
%101 = load i32, i32* %9
%102 = add nsw i32 %101, 1
store i32 %102, i32* %9
%103 = sext i32 %101 to i64
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i64 %103
%105 = load i32, i32* %104
%106 = load i32, i32* %10
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %10
%108 = sext i32 %106 to i64
%109 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %11, i64 0, i64 %108
store i32 %105, i32* %109
br label %95
110: ; preds = %95
%111 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
store i32 0, i32* %8
%112 = load i32, i32* %5
store i32 %112, i32* %9
br label %113
113: ; preds = %131, %110
%114 = load i32, i32* %8
%115 = load i32, i32* %10
%116 = icmp slt i32 %114, %115
br i1 %116, label %117, label %136
117: ; preds = %113
%118 = load i32, i32* %8
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %11, i64 0, i64 %119
%121 = load i32, i32* %120
%122 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %121)
%123 = load i32, i32* %8
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %11, i64 0, i64 %124
%126 = load i32, i32* %125
%127 = load i32*, i32** %4
%128 = load i32, i32* %9
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %127, i64 %129
store i32 %126, i32* %130
br label %131
131: ; preds = %117
%132 = load i32, i32* %8
%133 = add nsw i32 %132, 1
store i32 %133, i32* %8
%134 = load i32, i32* %9
%135 = add nsw i32 %134, 1
store i32 %135, i32* %9
br label %113
136: ; preds = %113
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str.1 = [4 x i8] c"%d \00"
define void @Merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca [100 x i32]
%5 = add nsw i32 %2, %1
%6 = sdiv i32 %5, 2
%7 = tail call i32 @floor(i32 %6)
%8 = add i32 %7, 1
%9 = bitcast [100 x i32]* %4 to i8*
%10 = icmp sge i32 %7, %1
%11 = icmp slt i32 %7, %2
%12 = and i1 %10, %11
br i1 %12, label %31, label %13
13: ; preds = %55, %3
%14 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %56, %55 ]
%15 = phi i32 [ %8, %3 ], [ %57, %55 ]
%16 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %58, %55 ]
%17 = icmp slt i32 %7, %14
br i1 %17, label %62, label %18
18: ; preds = %13
%19 = sext i32 %16 to i64
%20 = getelementptr [100 x i32], [100 x i32]* %4, 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 %7, %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 %62
31: ; preds = %3, %55
%32 = phi i32 [ %58, %55 ], [ 0, %3 ]
%33 = phi i32 [ %57, %55 ], [ %8, %3 ]
%34 = phi i32 [ %56, %55 ], [ %1, %3 ]
%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
br i1 %41, label %42, label %44
42: ; preds = %31
%43 = add nsw i32 %34, 1
br label %48
44: ; preds = %31
%45 = icmp sgt i32 %37, %40
br i1 %45, label %46, label %55
46: ; preds = %44
%47 = add nsw i32 %33, 1
br label %48
48: ; preds = %42, %46
%49 = phi i32 [ %40, %46 ], [ %37, %42 ]
%50 = phi i32 [ %34, %46 ], [ %43, %42 ]
%51 = phi i32 [ %47, %46 ], [ %33, %42 ]
%52 = add nsw i32 %32, 1
%53 = sext i32 %32 to i64
%54 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 %53
store i32 %49, i32* %54
br label %55
55: ; preds = %48, %44
%56 = phi i32 [ %34, %44 ], [ %50, %48 ]
%57 = phi i32 [ %33, %44 ], [ %51, %48 ]
%58 = phi i32 [ %32, %44 ], [ %52, %48 ]
%59 = icmp sle i32 %56, %7
%60 = icmp sle i32 %57, %2
%61 = select i1 %59, i1 %60, i1 false
br i1 %61, label %31, label %13
62: ; preds = %18, %13
%63 = phi i32 [ %16, %13 ], [ %30, %18 ]
%64 = icmp sgt i32 %15, %2
br i1 %64, label %78, label %65
65: ; preds = %62
%66 = sext i32 %63 to i64
%67 = getelementptr [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 %66
%68 = bitcast i32* %67 to i8*
%69 = sext i32 %15 to i64
%70 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %69
%71 = bitcast i32* %70 to i8*
%72 = sub i32 %2, %15
%73 = zext i32 %72 to i64
%74 = shl nuw nsw i64 %73, 2
%75 = add nuw nsw i64 %74, 4
%76 = add i32 %63, %72
%77 = add i32 %76, 1
br label %78
78: ; preds = %65, %62
%79 = phi i32 [ %63, %62 ], [ %77, %65 ]
%80 = tail call i32 @putchar(i32 10)
%81 = icmp sgt i32 %79, 0
br i1 %81, label %82, label %95
82: ; preds = %78
%83 = sext i32 %1 to i64
%84 = zext i32 %79 to i64
br label %85
85: ; preds = %82, %85
%86 = phi i64 [ 0, %82 ], [ %92, %85 ]
%87 = phi i64 [ %83, %82 ], [ %93, %85 ]
%88 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 %86
%89 = load i32, i32* %88
%90 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %89)
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %87
store i32 %89, i32* %91
%92 = add nuw nsw i64 %86, 1
%93 = add nsw i64 %87, 1
%94 = icmp eq i64 %92, %84
br i1 %94, label %95, label %85
95: ; preds = %85, %78
ret void
}