#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*/ merge(int *, int, int, int);
void mergeSort(int arr[], int low, int high, int k) {
  if (high - low > k) {
    int mid = (high + low) / 2;
    mergeSort(arr, low, mid, k);
    mergeSort(arr, mid + 1, high, k);
    merge(arr, low, mid, high);
  } else if (high > low) {
    int i, j, k;
    for (i = low; i <= high; i++) {
      for (j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j + 1] < arr[j]) {
          int temp;
          temp = arr[j + 1];
          arr[j + 1] = arr[j];
          arr[j] = temp;
        }
      }
    }
  } else
    return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    1193 <mergeSort+0x73>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
call   1030 <mergeSort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
call   1030 <mergeSort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%ecx
call   1040 <merge@plt>
jmp    1255 <mergeSort+0x135>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jle    124b <mergeSort+0x12b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     1246 <mergeSort+0x126>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1233 <mergeSort+0x113>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1220 <mergeSort+0x100>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1225 <mergeSort+0x105>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11b7 <mergeSort+0x97>
jmp    1238 <mergeSort+0x118>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11a5 <mergeSort+0x85>
jmp    1250 <mergeSort+0x130>
jmp    1255 <mergeSort+0x135>
jmp    1255 <mergeSort+0x135>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%rbx
mov    %edx,%eax
sub    %esi,%eax
cmp    %ecx,%eax
jle    117f <mergeSort+0x5f>
mov    %ecx,%r12d
lea    (%r14,%r15,1),%eax
mov    %eax,%ebp
shr    $0x1f,%ebp
add    %eax,%ebp
sar    %ebp
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <mergeSort@plt>
lea    0x1(%rbp),%esi
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14d,%edx
mov    %r12d,%ecx
call   1030 <mergeSort@plt>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %ebp,%edx
mov    %r14d,%ecx
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1040 <merge@plt>
cmp    %r15d,%r14d
jle    1252 <mergeSort+0x132>
movslq %r15d,%rsi
movslq %r14d,%rcx
mov    %rcx,%r9
sub    %rsi,%r9
mov    %rsi,%r10
not    %r10
lea    0x1(%rsi),%r8
mov    %rcx,%r11
neg    %r11
jmp    11c0 <mergeSort+0xa0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%r15),%eax
cmp    %r14d,%r15d
mov    %eax,%r15d
je     1252 <mergeSort+0x132>
mov    (%rbx,%rsi,4),%ebp
test   $0x1,%r9b
jne    11e0 <mergeSort+0xc0>
mov    %rsi,%rax
cmp    %r11,%r10
jne    1220 <mergeSort+0x100>
jmp    11b0 <mergeSort+0x90>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    0x4(%rbx,%rsi,4),%eax
cmp    %ebp,%eax
jge    1200 <mergeSort+0xe0>
mov    %ebp,0x4(%rbx,%rsi,4)
mov    %eax,(%rbx,%rsi,4)
jmp    1202 <mergeSort+0xe2>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %eax,%ebp
mov    %r8,%rax
cmp    %r11,%r10
jne    1220 <mergeSort+0x100>
jmp    11b0 <mergeSort+0x90>
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebp,0x8(%rbx,%rax,4)
mov    %edi,0x4(%rbx,%rax,4)
mov    %rdx,%rax
cmp    %rdx,%rcx
je     11b0 <mergeSort+0x90>
mov    0x4(%rbx,%rax,4),%edx
cmp    %ebp,%edx
jge    1240 <mergeSort+0x120>
mov    %ebp,0x4(%rbx,%rax,4)
mov    %edx,(%rbx,%rax,4)
jmp    1242 <mergeSort+0x122>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edx,%ebp
lea    0x2(%rax),%rdx
mov    0x8(%rbx,%rax,4),%edi
cmp    %ebp,%edi
jl     1210 <mergeSort+0xf0>
mov    %edi,%ebp
jmp    1218 <mergeSort+0xf8>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mergeSort(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%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** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%14 = load i32, i32* %7
%15 = load i32, i32* %6
%16 = sub nsw i32 %14, %15
%17 = load i32, i32* %8
%18 = icmp sgt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %38
19: ; preds = %4
%20 = load i32, i32* %7
%21 = load i32, i32* %6
%22 = add nsw i32 %20, %21
%23 = sdiv i32 %22, 2
store i32 %23, i32* %9
%24 = load i32*, i32** %5
%25 = load i32, i32* %6
%26 = load i32, i32* %9
%27 = load i32, i32* %8
%28 = load i32*, i32** %5
%29 = load i32, i32* %9
%30 = add nsw i32 %29, 1
%31 = load i32, i32* %7
%32 = load i32, i32* %8
%33 = load i32*, i32** %5
%34 = load i32, i32* %6
%35 = load i32, i32* %9
%36 = load i32, i32* %7
%37 = call i32 @merge(i32* %33, i32 %34, i32 %35, i32 %36)
br label %100
38: ; preds = %4
%39 = load i32, i32* %7
%40 = load i32, i32* %6
%41 = icmp sgt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %98
42: ; preds = %38
%43 = load i32, i32* %6
store i32 %43, i32* %10
br label %44
44: ; preds = %94, %42
%45 = load i32, i32* %10
%46 = load i32, i32* %7
%47 = icmp sle i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %97
48: ; preds = %44
%49 = load i32, i32* %6
store i32 %49, i32* %11
br label %50
50: ; preds = %90, %48
%51 = load i32, i32* %11
%52 = load i32, i32* %7
%53 = icmp slt i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %93
54: ; preds = %50
%55 = load i32*, i32** %5
%56 = load i32, i32* %11
%57 = add nsw i32 %56, 1
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32*, i32** %5
%62 = load i32, i32* %11
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = icmp slt i32 %60, %65
br i1 %66, label %67, label %89
67: ; preds = %54
%68 = load i32*, i32** %5
%69 = load i32, i32* %11
%70 = add nsw i32 %69, 1
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
store i32 %73, i32* %13
%74 = load i32*, i32** %5
%75 = load i32, i32* %11
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = load i32*, i32** %5
%80 = load i32, i32* %11
%81 = add nsw i32 %80, 1
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %82
store i32 %78, i32* %83
%84 = load i32, i32* %13
%85 = load i32*, i32** %5
%86 = load i32, i32* %11
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %87
store i32 %84, i32* %88
br label %89
89: ; preds = %67, %54
br label %90
90: ; preds = %89
%91 = load i32, i32* %11
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %11
br label %50
93: ; preds = %50
br label %94
94: ; preds = %93
%95 = load i32, i32* %10
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %10
br label %44
97: ; preds = %44
br label %99
98: ; preds = %38
br label %100
99: ; preds = %97
br label %100
100: ; preds = %98, %99, %19
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergeSort(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sub nsw i32 %2, %1
%6 = icmp sgt i32 %5, %3
br i1 %6, label %8, label %13
7: ; preds = %58, %13, %8
ret void
8: ; preds = %4
%9 = add nsw i32 %2, %1
%10 = sdiv i32 %9, 2
tail call void @mergeSort(i32* %0, i32 %1, i32 %10, i32 %3)
%11 = add nsw i32 %10, 1
tail call void @mergeSort(i32* %0, i32 %11, i32 %2, i32 %3)
%12 = tail call i32 @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %10, i32 %2)
br label %7
13: ; preds = %4
%14 = icmp sgt i32 %2, %1
br i1 %14, label %15, label %7
15: ; preds = %13
%16 = sext i32 %1 to i64
%17 = sext i32 %2 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%19 = sub nsw i64 %17, %16
%20 = xor i64 %16, -1
%21 = and i64 %19, 1
%22 = icmp eq i64 %21, 0
%23 = add nsw i64 %16, 1
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%26 = sub nsw i64 0, %17
%27 = icmp eq i64 %20, %26
br label %28
28: ; preds = %58, %15
%29 = phi i32 [ %1, %15 ], [ %59, %58 ]
%30 = load i32, i32* %18
br i1 %22, label %35, label %31
31: ; preds = %28
%32 = load i32, i32* %24
%33 = icmp slt i32 %32, %30
br i1 %33, label %34, label %35
34: ; preds = %31
store i32 %30, i32* %24
store i32 %32, i32* %25
br label %35
35: ; preds = %31, %34, %28
%36 = phi i32 [ %30, %28 ], [ %32, %31 ], [ %30, %34 ]
%37 = phi i64 [ %16, %28 ], [ %23, %34 ], [ %23, %31 ]
br i1 %27, label %58, label %38
38: ; preds = %35, %55
%39 = phi i32 [ %56, %55 ], [ %36, %35 ]
%40 = phi i64 [ %49, %55 ], [ %37, %35 ]
%41 = add nsw i64 %40, 1
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp slt i32 %43, %39
br i1 %44, label %45, label %47
45: ; preds = %38
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
store i32 %39, i32* %42
store i32 %43, i32* %46
br label %47
47: ; preds = %38, %45
%48 = phi i32 [ %43, %38 ], [ %39, %45 ]
%49 = add nsw i64 %40, 2
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = icmp slt i32 %51, %48
br i1 %52, label %53, label %55
53: ; preds = %47
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
store i32 %48, i32* %50
store i32 %51, i32* %54
br label %55
55: ; preds = %53, %47
%56 = phi i32 [ %51, %47 ], [ %48, %53 ]
%57 = icmp eq i64 %49, %17
br i1 %57, label %58, label %38
58: ; preds = %55, %35
%59 = add i32 %29, 1
%60 = icmp eq i32 %29, %2
br i1 %60, label %7, label %28
}