#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 */
scalar_t__ Malloc(int);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int /*<<< orphan*/ mergeSortWithinBounds(double *, int *, int *,
                                         int /*<<< orphan*/, int);
int *mergeSort(double *array, int array_size) {
  int i, *sorted, *tosort;
  sorted = (int *)Malloc(array_size * sizeof(int));
  tosort = (int *)Malloc(array_size * sizeof(int));
  for (i = 0; i < array_size; i++)
    tosort[i] = i;
  if (array_size == 1)
    sorted[0] = 0;
  else
    mergeSortWithinBounds(array, sorted, tosort, 0, array_size - 1);
  free(tosort);
  return (sorted);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <Malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <Malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1194 <mergeSort+0x64>
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    116c <mergeSort+0x3c>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jne    11ad <mergeSort+0x7d>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
jmp    11c8 <mergeSort+0x98>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0xc(%rbp),%r8d
sub    $0x1,%r8d
xor    %ecx,%ecx
call   1050 <mergeSortWithinBounds@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeSort>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r12d
mov    %rdi,%r15
lea    0x0(,%r12,4),%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1040 <Malloc@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %ebx,%edi
call   1040 <Malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
test   %r12d,%r12d
jle    12eb <mergeSort+0x1bb>
mov    %r12d,%eax
cmp    $0x8,%r12d
jae    1173 <mergeSort+0x43>
xor    %ecx,%ecx
jmp    12d0 <mergeSort+0x1a0>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
shr    $0x3,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %esi,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x18,%rdi
jae    11a1 <mergeSort+0x71>
movdqa 0xe66(%rip),%xmm0
xor    %edi,%edi
jmp    1278 <mergeSort+0x148>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
movdqa 0xe53(%rip),%xmm0
xor    %edi,%edi
movdqa 0xe58(%rip),%xmm8
movdqa 0xe5f(%rip),%xmm9
movdqa 0xe66(%rip),%xmm10
movdqa 0xe6e(%rip),%xmm4
movdqa 0xe76(%rip),%xmm5
movdqa 0xe7e(%rip),%xmm6
movdqa 0xe86(%rip),%xmm7
movdqa 0xe8e(%rip),%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm2,0x10(%rbx,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x30(%rbx,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x40(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x50(%rbx,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x60(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x70(%rbx,%rdi,4)
add    $0x20,%rdi
paddd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    1200 <mergeSort+0xd0>
test   %rdx,%rdx
je     12c0 <mergeSort+0x190>
lea    (%rbx,%rdi,4),%rsi
add    $0x10,%rsi
shl    $0x5,%rdx
xor    %edi,%edi
movdqa 0xd7d(%rip),%xmm1
movdqa 0xd85(%rip),%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm0,-0x10(%rsi,%rdi,1)
movdqu %xmm3,(%rsi,%rdi,1)
paddd  %xmm2,%xmm0
add    $0x20,%rdi
cmp    %rdi,%rdx
jne    12a0 <mergeSort+0x170>
cmp    %rax,%rcx
je     12dc <mergeSort+0x1ac>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %ecx,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    12d0 <mergeSort+0x1a0>
cmp    $0x1,%r12d
jne    12eb <mergeSort+0x1bb>
movl   $0x0,(%r14)
jmp    1302 <mergeSort+0x1d2>
add    $0xffffffff,%r12d
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %rbx,%rdx
xor    %ecx,%ecx
mov    %r12d,%r8d
call   1050 <mergeSortWithinBounds@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r14,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @mergeSort(double* %0, i32 %1) {
%3 = alloca double*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32*
store double* %0, double** %3
store i32 %1, i32* %4
%8 = load i32, i32* %4
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = mul i64 %9, 4
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = call i64 @Malloc(i32 %11)
%13 = inttoptr i64 %12 to i32*
store i32* %13, i32** %6
%14 = load i32, i32* %4
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %15, 4
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = call i64 @Malloc(i32 %17)
%19 = inttoptr i64 %18 to i32*
store i32* %19, i32** %7
store i32 0, i32* %5
br label %20
20: ; preds = %30, %2
%21 = load i32, i32* %5
%22 = load i32, i32* %4
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %33
24: ; preds = %20
%25 = load i32, i32* %5
%26 = load i32*, i32** %7
%27 = load i32, i32* %5
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
store i32 %25, i32* %29
br label %30
30: ; preds = %24
%31 = load i32, i32* %5
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %5
br label %20
33: ; preds = %20
%34 = load i32, i32* %4
%35 = icmp eq i32 %34, 1
br i1 %35, label %36, label %39
36: ; preds = %33
%37 = load i32*, i32** %6
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 0
store i32 0, i32* %38
br label %46
39: ; preds = %33
%40 = load double*, double** %3
%41 = load i32*, i32** %6
%42 = load i32*, i32** %7
%43 = load i32, i32* %4
%44 = sub nsw i32 %43, 1
%45 = call i32 @mergeSortWithinBounds(double* %40, i32* %41, i32* %42, i32 0, i32 %44)
br label %46
46: ; preds = %39, %36
%47 = load i32*, i32** %7
%48 = call i32 @free(i32* %47)
%49 = load i32*, i32** %6
ret i32* %49
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @mergeSort(double* %0, i32 %1) {
%3 = shl i32 %1, 2
%4 = tail call i64 @Malloc(i32 %3)
%5 = inttoptr i64 %4 to i32*
%6 = tail call i64 @Malloc(i32 %3)
%7 = inttoptr i64 %6 to i32*
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %85
9: ; preds = %2
%10 = zext i32 %1 to i64
%11 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %11, label %74, label %12
12: ; preds = %9
%13 = and i64 %10, 4294967288
%14 = add nsw i64 %13, -8
%15 = lshr exact i64 %14, 3
%16 = add nuw nsw i64 %15, 1
%17 = and i64 %16, 3
%18 = icmp ult i64 %14, 24
br i1 %18, label %55, label %19
19: ; preds = %12
%20 = and i64 %16, 4611686018427387900
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %51, %21 ]
%23 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %19 ], [ %52, %21 ]
%24 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %53, %21 ]
%25 = add <4 x i32> %23, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %22
%27 = bitcast i32* %26 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %23, <4 x i32>* %27
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 4
%29 = bitcast i32* %28 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %25, <4 x i32>* %29
%30 = or i64 %22, 8
%31 = add <4 x i32> %23, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%32 = add <4 x i32> %23, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %30
%34 = bitcast i32* %33 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %31, <4 x i32>* %34
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 4
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %32, <4 x i32>* %36
%37 = or i64 %22, 16
%38 = add <4 x i32> %23, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%39 = add <4 x i32> %23, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %37
%41 = bitcast i32* %40 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %38, <4 x i32>* %41
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 4
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %39, <4 x i32>* %43
%44 = or i64 %22, 24
%45 = add <4 x i32> %23, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%46 = add <4 x i32> %23, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %44
%48 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %45, <4 x i32>* %48
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 4
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %46, <4 x i32>* %50
%51 = add nuw i64 %22, 32
%52 = add <4 x i32> %23, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%53 = add i64 %24, 4
%54 = icmp eq i64 %53, %20
br i1 %54, label %55, label %21
55: ; preds = %21, %12
%56 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %51, %21 ]
%57 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %12 ], [ %52, %21 ]
%58 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %58, label %72, label %59
59: ; preds = %55, %59
%60 = phi i64 [ %68, %59 ], [ %56, %55 ]
%61 = phi <4 x i32> [ %69, %59 ], [ %57, %55 ]
%62 = phi i64 [ %70, %59 ], [ 0, %55 ]
%63 = add <4 x i32> %61, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %60
%65 = bitcast i32* %64 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %61, <4 x i32>* %65
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 4
%67 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %63, <4 x i32>* %67
%68 = add nuw i64 %60, 8
%69 = add <4 x i32> %61, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%70 = add i64 %62, 1
%71 = icmp eq i64 %70, %17
br i1 %71, label %72, label %59
72: ; preds = %59, %55
%73 = icmp eq i64 %13, %10
br i1 %73, label %82, label %74
74: ; preds = %9, %72
%75 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %13, %72 ]
br label %76
76: ; preds = %74, %76
%77 = phi i64 [ %80, %76 ], [ %75, %74 ]
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %77
%79 = trunc i64 %77 to i32
store i32 %79, i32* %78
%80 = add nuw nsw i64 %77, 1
%81 = icmp eq i64 %80, %10
br i1 %81, label %82, label %76
82: ; preds = %76, %72
%83 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %83, label %84, label %85
84: ; preds = %82
store i32 0, i32* %5
br label %88
85: ; preds = %2, %82
%86 = add nsw i32 %1, -1
%87 = tail call i32 @mergeSortWithinBounds(double* %0, i32* %5, i32* %7, i32 0, i32 %86)
br label %88
88: ; preds = %85, %84
%89 = tail call i32 @free(i32* %7)
ret i32* %5
}