void merge(int *a, int l, int m, int h) {
  int n = (h - l) + 1;
  int tmp[n];
  int i = l;
  int j = m + 1;
  int k = 0;
  while (i <= m && j <= h) {
    if (a[i] <= a[j]) {
      tmp[k++] = a[i++];
    } else {
      tmp[k++] = a[j++];
    }
  }
  while (i <= m) {
    tmp[k++] = a[i++];
  }
  while (j <= h) {
    tmp[k++] = a[j++];
  }
  for (k = 0; k < n; k++) {
    a[l + k] = tmp[k];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x41(%rbp)
jg     117d <merge+0x7d>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x41(%rbp)
mov    -0x41(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    118d <merge+0x8d>
jmp    1207 <merge+0x107>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11d8 <merge+0xd8>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1202 <merge+0x102>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x30(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1160 <merge+0x60>
jmp    120c <merge+0x10c>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     1247 <merge+0x147>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    120c <merge+0x10c>
jmp    124c <merge+0x14c>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1287 <merge+0x187>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x30(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    124c <merge+0x14c>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    12c3 <merge+0x1c3>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x34(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    128e <merge+0x18e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %ecx,%r13d
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%r8d
mov    %rdi,%rbx
mov    %ecx,%eax
sub    %esi,%eax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
add    $0x1,%eax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r9
sub    %rax,%r9
mov    %r9,%rsp
lea    0x1(%r14),%r15d
xor    %r12d,%r12d
cmp    %edx,%esi
jg     11a6 <merge+0x96>
cmp    %r13d,%r14d
jge    11a6 <merge+0x96>
xor    %r12d,%r12d
mov    %r8d,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cltq
mov    (%rbx,%rax,4),%ecx
movslq %r15d,%r15
mov    (%rbx,%r15,4),%edx
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ecx
setg   %sil
setle  %dil
cmovg  %edx,%ecx
add    %edi,%eax
add    %esi,%r15d
mov    %ecx,(%r9,%r12,4)
add    $0x1,%r12
cmp    %r14d,%eax
jg     11a9 <merge+0x99>
cmp    %r13d,%r15d
jle    1170 <merge+0x60>
jmp    11a9 <merge+0x99>
mov    %r8d,%eax
cmp    %r14d,%eax
jle    11df <merge+0xcf>
cmp    %r13d,%r15d
jle    1219 <merge+0x109>
cmpl   $0x0,-0x48(%rbp)
js     11d0 <merge+0xc0>
movslq %r8d,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
mov    %r9,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r12d,%ecx
lea    (%r9,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    (%rbx,%rcx,4),%rsi
sub    %eax,%r14d
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
mov    %r8d,-0x2c(%rbp)
mov    %r9,-0x38(%rbp)
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x38(%rbp),%r9
mov    -0x2c(%rbp),%r8d
add    %r14d,%r12d
add    $0x1,%r12d
cmp    %r13d,%r15d
jg     11b3 <merge+0xa3>
mov    %r12d,%eax
lea    (%r9,%rax,4),%rdi
movslq %r15d,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rsi
sub    %r15d,%r13d
lea    0x4(,%r13,4),%rdx
mov    %r8d,%r14d
mov    %r9,%r15
call   1030 <memcpy@plt>
mov    %r15,%r9
mov    %r14d,%r8d
cmpl   $0x0,-0x48(%rbp)
jns    11b9 <merge+0xa9>
jmp    11d0 <merge+0xc0>

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sub nsw i32 %3, %1
%6 = add nsw i32 %5, 1
%7 = zext i32 %6 to i64
%8 = alloca i32, i64 %7
%9 = bitcast i32* %8 to i8*
%10 = add i32 %2, 1
%11 = icmp sle i32 %1, %2
%12 = icmp slt i32 %2, %3
%13 = and i1 %11, %12
br i1 %13, label %34, label %16
14: ; preds = %34
%15 = trunc i64 %52 to i32
br label %16
16: ; preds = %14, %4
%17 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %48, %14 ]
%18 = phi i32 [ %10, %4 ], [ %50, %14 ]
%19 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %15, %14 ]
%20 = icmp sgt i32 %17, %2
br i1 %20, label %56, label %21
21: ; preds = %16
%22 = zext i32 %19 to i64
%23 = getelementptr i32, i32* %8, i64 %22
%24 = bitcast i32* %23 to i8*
%25 = sext i32 %17 to i64
%26 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %25
%27 = bitcast i32* %26 to i8*
%28 = sub i32 %2, %17
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = shl nuw nsw i64 %29, 2
%31 = add nuw nsw i64 %30, 4
%32 = add i32 %19, %28
%33 = add i32 %32, 1
br label %56
34: ; preds = %4, %34
%35 = phi i64 [ %52, %34 ], [ 0, %4 ]
%36 = phi i32 [ %50, %34 ], [ %10, %4 ]
%37 = phi i32 [ %48, %34 ], [ %1, %4 ]
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = sext i32 %36 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp sgt i32 %40, %43
%45 = select i1 %44, i32 %43, i32 %40
%46 = xor i1 %44, true
%47 = zext i1 %46 to i32
%48 = add nsw i32 %37, %47
%49 = zext i1 %44 to i32
%50 = add nsw i32 %36, %49
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %35
store i32 %45, i32* %51
%52 = add nuw i64 %35, 1
%53 = icmp sle i32 %48, %2
%54 = icmp sle i32 %50, %3
%55 = select i1 %53, i1 %54, i1 false
br i1 %55, label %34, label %14
56: ; preds = %21, %16
%57 = phi i32 [ %19, %16 ], [ %33, %21 ]
%58 = icmp sgt i32 %18, %3
br i1 %58, label %70, label %59
59: ; preds = %56
%60 = zext i32 %57 to i64
%61 = getelementptr i32, i32* %8, i64 %60
%62 = bitcast i32* %61 to i8*
%63 = sext i32 %18 to i64
%64 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %63
%65 = bitcast i32* %64 to i8*
%66 = sub i32 %3, %18
%67 = zext i32 %66 to i64
%68 = shl nuw nsw i64 %67, 2
%69 = add nuw nsw i64 %68, 4
br label %70
70: ; preds = %59, %56
%71 = icmp slt i32 %5, 0
br i1 %71, label %80, label %72
72: ; preds = %70
%73 = sext i32 %1 to i64
%74 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %73
%75 = bitcast i32* %74 to i8*
%76 = add i32 %3, 1
%77 = sub i32 %76, %1
%78 = zext i32 %77 to i64
%79 = shl nuw nsw i64 %78, 2
br label %80
80: ; preds = %72, %70
ret void
}