void TopDownMerge(unsigned int A[], int iBegin, int iMiddle, int iEnd,
                  unsigned int B[]) {
  int i, j, k;
  i = iBegin, j = iMiddle;
  for (k = iBegin; k < iEnd; k++) {
    if (i < iMiddle && (j >= iEnd || A[i] <= A[j])) {
      B[k] = A[i];
      i = i + 1;
    } else {
      B[k] = A[j];
      j = j + 1;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<TopDownMerge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11bd <TopDownMerge+0xbd>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    118b <TopDownMerge+0x8b>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1167 <TopDownMerge+0x67>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
ja     118b <TopDownMerge+0x8b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11aa <TopDownMerge+0xaa>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11af <TopDownMerge+0xaf>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1127 <TopDownMerge+0x27>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<TopDownMerge>:
push   %rbx
cmp    %ecx,%esi
jge    1150 <TopDownMerge+0x50>
movslq %esi,%rax
movslq %ecx,%r9
mov    %edx,%r10d
jmp    1120 <TopDownMerge+0x20>
mov    %r11d,(%r8,%rax,4)
add    $0x1,%esi
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r9
je     1150 <TopDownMerge+0x50>
cmp    %edx,%esi
jge    1140 <TopDownMerge+0x40>
movslq %esi,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%r11d
cmp    %ecx,%r10d
jge    1110 <TopDownMerge+0x10>
movslq %r10d,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
cmp    %ebx,%r11d
jbe    1110 <TopDownMerge+0x10>
jmp    1146 <TopDownMerge+0x46>
nopl   (%rax)
movslq %r10d,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
mov    %ebx,(%r8,%rax,4)
add    $0x1,%r10d
jmp    1117 <TopDownMerge+0x17>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define void @TopDownMerge(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
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
%14 = load i32, i32* %7
store i32 %14, i32* %11
%15 = load i32, i32* %8
store i32 %15, i32* %12
%16 = load i32, i32* %7
store i32 %16, i32* %13
br label %17
17: ; preds = %66, %5
%18 = load i32, i32* %13
%19 = load i32, i32* %9
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %69
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %11
%23 = load i32, i32* %8
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %53
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %12
%27 = load i32, i32* %9
%28 = icmp sge i32 %26, %27
br i1 %28, label %41, label %29
29: ; preds = %25
%30 = load i32*, i32** %6
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = load i32*, i32** %6
%36 = load i32, i32* %12
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp ule i32 %34, %39
br i1 %40, label %41, label %53
41: ; preds = %29, %25
%42 = load i32*, i32** %6
%43 = load i32, i32* %11
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32*, i32** %10
%48 = load i32, i32* %13
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
store i32 %46, i32* %50
%51 = load i32, i32* %11
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %11
br label %65
53: ; preds = %29, %21
%54 = load i32*, i32** %6
%55 = load i32, i32* %12
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32*, i32** %10
%60 = load i32, i32* %13
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
store i32 %58, i32* %62
%63 = load i32, i32* %12
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %12
br label %65
65: ; preds = %53, %41
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = load i32, i32* %13
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %13
br label %17
69: ; preds = %17
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @TopDownMerge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32* nocapture writeonly %4) {
%6 = icmp slt i32 %1, %3
br i1 %6, label %7, label %41
7: ; preds = %5
%8 = sext i32 %1 to i64
%9 = sext i32 %3 to i64
br label %10
10: ; preds = %7, %36
%11 = phi i64 [ %8, %7 ], [ %39, %36 ]
%12 = phi i32 [ %2, %7 ], [ %38, %36 ]
%13 = phi i32 [ %1, %7 ], [ %37, %36 ]
%14 = icmp slt i32 %13, %2
br i1 %14, label %19, label %15
15: ; preds = %10
%16 = sext i32 %12 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
br label %32
19: ; preds = %10
%20 = icmp slt i32 %12, %3
%21 = sext i32 %13 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
br i1 %20, label %24, label %29
24: ; preds = %19
%25 = sext i32 %12 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp ugt i32 %23, %27
br i1 %28, label %32, label %29
29: ; preds = %19, %24
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %11
store i32 %23, i32* %30
%31 = add nsw i32 %13, 1
br label %36
32: ; preds = %15, %24
%33 = phi i32 [ %18, %15 ], [ %27, %24 ]
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %11
store i32 %33, i32* %34
%35 = add nsw i32 %12, 1
br label %36
36: ; preds = %29, %32
%37 = phi i32 [ %31, %29 ], [ %13, %32 ]
%38 = phi i32 [ %12, %29 ], [ %35, %32 ]
%39 = add nsw i64 %11, 1
%40 = icmp eq i64 %39, %9
br i1 %40, label %41, label %10
41: ; preds = %36, %5
ret void
}