#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*/ memcpy(unsigned int *, unsigned int *, int);
int /*<<< orphan*/ merge(unsigned int *, unsigned int *, unsigned int *, int);
void mergesort(unsigned int *data, unsigned int *result, int num_blocks,
               int block_words) {
  unsigned int *p, *q;
  p = data;
  q = result;
  while (num_blocks > 1) {
    unsigned int *tmp;
    int i;
    for (i = 0; i < num_blocks; i += 2) {
      merge(p + i * block_words, p + (i + 1) * block_words, q + i * block_words,
            block_words);
    }
    num_blocks = num_blocks / 2;
    block_words = block_words * 2;
    tmp = p;
    p = q;
    q = tmp;
  }
  if (p != result)
    memcpy(result, p, num_blocks * block_words * sizeof *result);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergesort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x14(%rbp)
jle    11ec <mergesort+0xcc>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11b8 <mergesort+0x98>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
call   1040 <merge@plt>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1157 <mergesort+0x37>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1146 <mergesort+0x26>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
je     1216 <mergesort+0xf6>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x14(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergesort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %ecx,%r15d
mov    %edx,%ebp
mov    %rdi,%r12
cmp    $0x2,%edx
mov    %rsi,0x8(%rsp)
jl     11c9 <mergesort+0xa9>
mov    %rsi,%rdx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rdx,%rsi
test   %ebp,%ebp
jle    11ce <mergesort+0xae>
movslq %r15d,%r14
mov    %ebp,0x4(%rsp)
mov    %ebp,%eax
mov    %rax,0x20(%rsp)
lea    0x0(,%r14,4),%r13
shl    $0x3,%r14
mov    %rsi,0x18(%rsp)
mov    %rsi,%rbp
mov    %r12,0x10(%rsp)
xor    %ebx,%ebx
lea    (%r12,%r13,1),%rsi
mov    %r12,%rdi
mov    %rbp,%rdx
mov    %r15d,%ecx
call   1040 <merge@plt>
add    $0x2,%rbx
add    %r14,%r12
add    %r14,%rbp
cmp    0x20(%rsp),%rbx
jl     1180 <mergesort+0x60>
mov    0x4(%rsp),%ebp
mov    %ebp,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ebp,%eax
sar    %eax
add    %r15d,%r15d
mov    0x10(%rsp),%rdx
mov    0x18(%rsp),%rsi
mov    %rsi,%r12
cmp    $0x3,%ebp
mov    %eax,%ebp
jg     1150 <mergesort+0x30>
jmp    11d9 <mergesort+0xb9>
mov    %r12,%rsi
jmp    11d7 <mergesort+0xb7>
neg    %ebp
shr    %ebp
neg    %ebp
add    %r15d,%r15d
mov    %ebp,%eax
mov    0x8(%rsp),%rdi
cmp    %rdi,%rsi
je     1201 <mergesort+0xe1>
imul   %eax,%r15d
shl    $0x2,%r15d
mov    %r15d,%edx
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <memcpy@plt>
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
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
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%13 = load i32*, i32** %5
store i32* %13, i32** %9
%14 = load i32*, i32** %6
store i32* %14, i32** %10
br label %15
15: ; preds = %48, %4
%16 = load i32, i32* %7
%17 = icmp sgt i32 %16, 1
br i1 %17, label %18, label %56
18: ; preds = %15
store i32 0, i32* %12
br label %19
19: ; preds = %45, %18
%20 = load i32, i32* %12
%21 = load i32, i32* %7
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %48
23: ; preds = %19
%24 = load i32*, i32** %9
%25 = load i32, i32* %12
%26 = load i32, i32* %8
%27 = mul nsw i32 %25, %26
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %28
%30 = load i32*, i32** %9
%31 = load i32, i32* %12
%32 = add nsw i32 %31, 1
%33 = load i32, i32* %8
%34 = mul nsw i32 %32, %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %35
%37 = load i32*, i32** %10
%38 = load i32, i32* %12
%39 = load i32, i32* %8
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %41
%43 = load i32, i32* %8
%44 = call i32 @merge(i32* %29, i32* %36, i32* %42, i32 %43)
br label %45
45: ; preds = %23
%46 = load i32, i32* %12
%47 = add nsw i32 %46, 2
store i32 %47, i32* %12
br label %19
48: ; preds = %19
%49 = load i32, i32* %7
%50 = sdiv i32 %49, 2
store i32 %50, i32* %7
%51 = load i32, i32* %8
%52 = mul nsw i32 %51, 2
store i32 %52, i32* %8
%53 = load i32*, i32** %9
store i32* %53, i32** %11
%54 = load i32*, i32** %10
store i32* %54, i32** %9
%55 = load i32*, i32** %11
store i32* %55, i32** %10
br label %15
56: ; preds = %15
%57 = load i32*, i32** %9
%58 = load i32*, i32** %6
%59 = icmp ne i32* %57, %58
br i1 %59, label %60, label %70
60: ; preds = %56
%61 = load i32*, i32** %6
%62 = load i32*, i32** %9
%63 = load i32, i32* %7
%64 = load i32, i32* %8
%65 = mul nsw i32 %63, %64
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = mul i64 %66, 4
%68 = trunc i64 %67 to i32
%69 = call i32 @memcpy(i32* %61, i32* %62, i32 %68)
br label %70
70: ; preds = %60, %56
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergesort(i32* %0, i32* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %2, 1
br i1 %5, label %6, label %35
6: ; preds = %4, %31
%7 = phi i32 [ %32, %31 ], [ %2, %4 ]
%8 = phi i32* [ %9, %31 ], [ %1, %4 ]
%9 = phi i32* [ %8, %31 ], [ %0, %4 ]
%10 = phi i32 [ %33, %31 ], [ %3, %4 ]
%11 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %11, label %17, label %12
12: ; preds = %6
%13 = sub i32 0, %7
%14 = lshr i32 %13, 1
%15 = sub nsw i32 0, %14
%16 = shl nsw i32 %10, 1
br label %35
17: ; preds = %6
%18 = sext i32 %10 to i64
%19 = zext i32 %7 to i64
br label %20
20: ; preds = %17, %20
%21 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %29, %20 ]
%22 = mul nsw i64 %21, %18
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %22
%24 = or i64 %21, 1
%25 = mul nsw i64 %24, %18
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %25
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %22
%28 = tail call i32 @merge(i32* %23, i32* %26, i32* %27, i32 %10)
%29 = add nuw i64 %21, 2
%30 = icmp slt i64 %29, %19
br i1 %30, label %20, label %31
31: ; preds = %20
%32 = sdiv i32 %7, 2
%33 = shl nsw i32 %10, 1
%34 = icmp sgt i32 %7, 3
br i1 %34, label %6, label %35
35: ; preds = %31, %12, %4
%36 = phi i32 [ %3, %4 ], [ %16, %12 ], [ %33, %31 ]
%37 = phi i32* [ %0, %4 ], [ %8, %12 ], [ %8, %31 ]
%38 = phi i32 [ %2, %4 ], [ %15, %12 ], [ %32, %31 ]
%39 = icmp eq i32* %37, %1
br i1 %39, label %44, label %40
40: ; preds = %35
%41 = shl i32 %36, 2
%42 = mul i32 %41, %38
%43 = tail call i32 @memcpy(i32* %1, i32* %37, i32 %42)
br label %44
44: ; preds = %40, %35
ret void
}