#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*/ abort();
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int *malloc(int);
void merge(int *a, int n, int m) {
  int i, j, k;
  int *x = malloc(n * sizeof *x);
  if (!x)
    abort();
  for (i = 0, j = m, k = 0; k < n; k++) {
    x[k] = j == n ? a[i++] : i == m ? a[j++] : a[j] < a[i] ? a[j++] : a[i++];
  }
  for (i = 0; i < n; i++) {
    a[i] = x[i];
  }
  free(x);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    1167 <merge+0x37>
mov    $0x0,%al
call   1040 <abort@plt>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1252 <merge+0x122>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jne    11b0 <merge+0x80>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1236 <merge+0x106>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    11d9 <merge+0xa9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1230 <merge+0x100>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1212 <merge+0xe2>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    122a <merge+0xfa>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    117b <merge+0x4b>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1289 <merge+0x159>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1259 <merge+0x129>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r15
lea    0x0(,%rbx,4),%edi
call   1060 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     1201 <merge+0xc1>
mov    %rax,%r14
test   %ebx,%ebx
jle    11f1 <merge+0xb1>
mov    %ebx,%edx
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
mov    %r12d,%esi
jmp    1199 <merge+0x59>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ecx,%rsi
add    $0x1,%ecx
mov    (%r15,%rsi,4),%edi
mov    %ebx,%esi
mov    %edi,(%r14,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rdx
je     11de <merge+0x9e>
cmp    %ebx,%esi
je     1180 <merge+0x40>
cmp    %r12d,%ecx
jne    11c0 <merge+0x80>
movslq %esi,%rcx
add    $0x1,%esi
mov    (%r15,%rcx,4),%edi
mov    %r12d,%ecx
jmp    118c <merge+0x4c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %esi,%rdi
mov    (%r15,%rdi,4),%edi
movslq %ecx,%rbp
mov    (%r15,%rbp,4),%ebp
cmp    %ebp,%edi
jge    11d7 <merge+0x97>
add    $0x1,%esi
jmp    118c <merge+0x4c>
add    $0x1,%ecx
mov    %ebp,%edi
jmp    118c <merge+0x4c>
test   %ebx,%ebx
jle    11f1 <merge+0xb1>
shl    $0x2,%rdx
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %r14,%rdi
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
call   1040 <abort@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = bitcast i32* %0 to i8*
%5 = shl i32 %1, 2
%6 = tail call i32* @malloc(i32 %5)
%7 = bitcast i32* %6 to i8*
%8 = icmp eq i32* %6, null
br i1 %8, label %13, label %9
9: ; preds = %3
%10 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %10, label %11, label %55
11: ; preds = %9
%12 = zext i32 %1 to i64
br label %19
13: ; preds = %3
%14 = tail call i32 (...) @abort()
unreachable
15: ; preds = %48
br i1 %10, label %16, label %55
16: ; preds = %15
%17 = zext i32 %1 to i64
%18 = shl nuw nsw i64 %17, 2
br label %55
19: ; preds = %11, %48
%20 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %53, %48 ]
%21 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %50, %48 ]
%22 = phi i32 [ %2, %11 ], [ %49, %48 ]
%23 = icmp eq i32 %22, %1
br i1 %23, label %24, label %29
24: ; preds = %19
%25 = add nsw i32 %21, 1
%26 = sext i32 %21 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
br label %48
29: ; preds = %19
%30 = icmp eq i32 %21, %2
br i1 %30, label %31, label %36
31: ; preds = %29
%32 = add nsw i32 %22, 1
%33 = sext i32 %22 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
br label %48
36: ; preds = %29
%37 = sext i32 %22 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = sext i32 %21 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = icmp slt i32 %39, %42
br i1 %43, label %44, label %46
44: ; preds = %36
%45 = add nsw i32 %22, 1
br label %48
46: ; preds = %36
%47 = add nsw i32 %21, 1
br label %48
48: ; preds = %31, %46, %44, %24
%49 = phi i32 [ %1, %24 ], [ %32, %31 ], [ %45, %44 ], [ %22, %46 ]
%50 = phi i32 [ %25, %24 ], [ %2, %31 ], [ %21, %44 ], [ %47, %46 ]
%51 = phi i32 [ %28, %24 ], [ %35, %31 ], [ %39, %44 ], [ %42, %46 ]
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %20
store i32 %51, i32* %52
%53 = add nuw nsw i64 %20, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %12
br i1 %54, label %15, label %19
55: ; preds = %9, %16, %15
%56 = tail call i32 @free(i32* %6)
ret void
}