#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 INT_MAX;
void merge(int *array, int len, int left, int mid, int right) {
  void printarray(int *, int, int, int);
  int L[mid - left + 1 + 1], R[right - mid + 1];
  int i = 0;
  for (i = left; i <= right; i++)
    i > mid ? (R[i - mid - 1] = array[i]) : (L[i - left] = array[i]);
  L[mid - left + 1] = INT_MAX;
  R[right - mid] = INT_MAX;
  int li = 0, ri = 0, x = left;
  while ((L[li] != INT_MAX) || (R[ri] != INT_MAX)) {
    if (L[li] <= R[ri]) {
      array[x++] = L[li++];
    } else {
      array[x++] = R[ri++];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x2,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x50(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     11e1 <merge+0xe1>
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    11b8 <merge+0xb8>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x34(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11d3 <merge+0xd3>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x34(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    117d <merge+0x7d>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%rcx
mov    0x2df8(%rip),%rdx
mov    (%rdx),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    -0x10(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
mov    0x2de0(%rip),%rcx
mov    (%rcx),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    -0x14(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    $0x1,%al
mov    0x2daa(%rip),%rdx
cmp    (%rdx),%ecx
mov    %al,-0x51(%rbp)
jne    1263 <merge+0x163>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    0x2d8d(%rip),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
setne  %al
mov    %al,-0x51(%rbp)
mov    -0x51(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1273 <merge+0x173>
jmp    12ed <merge+0x1ed>
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     12be <merge+0x1be>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x38(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x40(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12e8 <merge+0x1e8>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x3c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x40(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    122a <merge+0x12a>
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    $0x18,%rsp
mov    %ecx,%eax
sub    %edx,%eax
lea    0x1(%rax),%r9d
add    $0x2,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r15
sub    %rax,%r15
mov    %r15,%rsp
mov    %r8d,%r10d
sub    %ecx,%r10d
lea    0x1(%r10),%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r12
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
cmp    %edx,%r8d
jge    115d <merge+0x5d>
movslq %edx,%r11
jmp    1204 <merge+0x104>
mov    %ecx,%r14d
not    %r14d
movslq %edx,%r11
lea    0x1(%r8),%eax
mov    %eax,%esi
sub    %edx,%esi
mov    %r11,%rbx
test   $0x1,%sil
je     1192 <merge+0x92>
lea    (%r14,%rdx,1),%esi
cmp    %edx,%ecx
mov    (%rdi,%r11,4),%ebx
movslq %esi,%rsi
lea    (%r12,%rsi,4),%rsi
cmovge %r15,%rsi
mov    %ebx,(%rsi)
lea    0x1(%r11),%rbx
cmp    %edx,%r8d
je     1204 <merge+0x104>
mov    %r9d,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%r8
mov    %eax,%r13d
mov    %rbx,%rax
mov    %r11,-0x38(%rbp)
sub    %r11,%rax
lea    (%r15,%rax,4),%rax
mov    %r14d,%ecx
add    $0x1,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rbx,4),%esi
lea    (%rcx,%rbx,1),%edx
movslq %edx,%rdx
lea    (%r12,%rdx,4),%rdx
lea    (%r14,%rbx,1),%r9d
lea    0x4(%rax),%r11
cmp    %r8,%rbx
cmovle %rax,%rdx
mov    %esi,(%rdx)
mov    0x4(%rdi,%rbx,4),%edx
movslq %r9d,%rsi
lea    (%r12,%rsi,4),%rsi
cmovl  %r11,%rsi
mov    %edx,(%rsi)
add    $0x2,%rbx
add    $0x8,%rax
cmp    %ebx,%r13d
jne    11c0 <merge+0xc0>
mov    -0x2c(%rbp),%r9d
mov    -0x38(%rbp),%r11
mov    0x2ddd(%rip),%r8
mov    (%r8),%ecx
movslq %r9d,%rax
mov    %ecx,(%r15,%rax,4)
movslq %r10d,%rax
mov    %ecx,(%r12,%rax,4)
mov    (%r15),%edx
mov    (%r12),%eax
cmp    %ecx,%edx
jne    122b <merge+0x12b>
cmp    %ecx,%eax
je     126f <merge+0x16f>
lea    (%rdi,%r11,4),%r9
xor    %ebx,%ebx
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %eax,%edx
setg   %sil
setle  %dil
cmovg  %eax,%edx
add    %edi,%ecx
add    %esi,%ebx
mov    %edx,(%r9)
mov    (%r8),%esi
mov    (%r15,%rcx,4),%edx
add    $0x4,%r9
mov    (%r12,%rbx,4),%eax
cmp    %esi,%edx
jne    1240 <merge+0x140>
cmp    %esi,%eax
jne    1240 <merge+0x140>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@INT_MAX = global i32 0
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
%18 = load i32, i32* %9
%19 = load i32, i32* %8
%20 = sub nsw i32 %18, %19
%21 = add nsw i32 %20, 1
%22 = add nsw i32 %21, 1
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %24, i8** %11
%25 = alloca i32, i64 %23
store i64 %23, i64* %12
%26 = load i32, i32* %10
%27 = load i32, i32* %9
%28 = sub nsw i32 %26, %27
%29 = add nsw i32 %28, 1
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = alloca i32, i64 %30
store i64 %30, i64* %13
store i32 0, i32* %14
%32 = load i32, i32* %8
store i32 %32, i32* %14
br label %33
33: ; preds = %66, %5
%34 = load i32, i32* %14
%35 = load i32, i32* %10
%36 = icmp sle i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %69
37: ; preds = %33
%38 = load i32, i32* %14
%39 = load i32, i32* %9
%40 = icmp sgt i32 %38, %39
br i1 %40, label %41, label %53
41: ; preds = %37
%42 = load i32*, i32** %6
%43 = load i32, i32* %14
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32, i32* %14
%48 = load i32, i32* %9
%49 = sub nsw i32 %47, %48
%50 = sub nsw i32 %49, 1
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %51
store i32 %46, i32* %52
br label %64
53: ; preds = %37
%54 = load i32*, i32** %6
%55 = load i32, i32* %14
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32, i32* %14
%60 = load i32, i32* %8
%61 = sub nsw i32 %59, %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %62
store i32 %58, i32* %63
br label %64
64: ; preds = %53, %41
%65 = phi i32 [ %46, %41 ], [ %58, %53 ]
br label %66
66: ; preds = %64
%67 = load i32, i32* %14
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %14
br label %33
69: ; preds = %33
%70 = load i32, i32* @INT_MAX
%71 = load i32, i32* %9
%72 = load i32, i32* %8
%73 = sub nsw i32 %71, %72
%74 = add nsw i32 %73, 1
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %75
store i32 %70, i32* %76
%77 = load i32, i32* @INT_MAX
%78 = load i32, i32* %10
%79 = load i32, i32* %9
%80 = sub nsw i32 %78, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %81
store i32 %77, i32* %82
store i32 0, i32* %15
store i32 0, i32* %16
%83 = load i32, i32* %8
store i32 %83, i32* %17
br label %84
84: ; preds = %132, %69
%85 = load i32, i32* %15
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %86
%88 = load i32, i32* %87
%89 = load i32, i32* @INT_MAX
%90 = icmp ne i32 %88, %89
br i1 %90, label %98, label %91
91: ; preds = %84
%92 = load i32, i32* %16
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = load i32, i32* @INT_MAX
%97 = icmp ne i32 %95, %96
br label %98
98: ; preds = %91, %84
%99 = phi i1 [ true, %84 ], [ %97, %91 ]
br i1 %99, label %100, label %133
100: ; preds = %98
%101 = load i32, i32* %15
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %102
%104 = load i32, i32* %103
%105 = load i32, i32* %16
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
%109 = icmp sle i32 %104, %108
br i1 %109, label %110, label %121
110: ; preds = %100
%111 = load i32, i32* %15
%112 = add nsw i32 %111, 1
store i32 %112, i32* %15
%113 = sext i32 %111 to i64
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %113
%115 = load i32, i32* %114
%116 = load i32*, i32** %6
%117 = load i32, i32* %17
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %17
%119 = sext i32 %117 to i64
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 %119
store i32 %115, i32* %120
br label %132
121: ; preds = %100
%122 = load i32, i32* %16
%123 = add nsw i32 %122, 1
store i32 %123, i32* %16
%124 = sext i32 %122 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %124
%126 = load i32, i32* %125
%127 = load i32*, i32** %6
%128 = load i32, i32* %17
%129 = add nsw i32 %128, 1
store i32 %129, i32* %17
%130 = sext i32 %128 to i64
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %127, i64 %130
store i32 %126, i32* %131
br label %132
132: ; preds = %121, %110
br label %84
133: ; preds = %98
%134 = load i8*, i8** %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@INT_MAX = global i32 0
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = sub nsw i32 %3, %2
%7 = add nsw i32 %6, 1
%8 = add nsw i32 %6, 2
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = alloca i32, i64 %9
%11 = sub nsw i32 %4, %3
%12 = add nsw i32 %11, 1
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = alloca i32, i64 %13
%15 = icmp slt i32 %4, %2
br i1 %15, label %16, label %18
16: ; preds = %5
%17 = sext i32 %2 to i64
br label %64
18: ; preds = %5
%19 = xor i32 %3, -1
%20 = sext i32 %2 to i64
%21 = sext i32 %3 to i64
%22 = add i32 %4, 1
%23 = sub i32 %22, %2
%24 = and i32 %23, 1
%25 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %25, label %35, label %26
26: ; preds = %18
%27 = icmp slt i32 %3, %2
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%29 = load i32, i32* %28
%30 = add i32 %19, %2
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %31
%33 = select i1 %27, i32* %32, i32* %10
store i32 %29, i32* %33
%34 = add nsw i64 %20, 1
br label %35
35: ; preds = %26, %18
%36 = phi i64 [ %20, %18 ], [ %34, %26 ]
%37 = icmp eq i32 %4, %2
br i1 %37, label %64, label %38
38: ; preds = %35, %38
%39 = phi i64 [ %61, %38 ], [ %36, %35 ]
%40 = icmp sgt i64 %39, %21
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%42 = load i32, i32* %41
%43 = trunc i64 %39 to i32
%44 = add i32 %43, %19
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %45
%47 = sub nsw i64 %39, %20
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 %47
%49 = select i1 %40, i32* %46, i32* %48
store i32 %42, i32* %49
%50 = add nsw i64 %39, 1
%51 = icmp slt i64 %39, %21
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%53 = load i32, i32* %52
%54 = trunc i64 %50 to i32
%55 = add i32 %54, %19
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %56
%58 = sub nsw i64 %50, %20
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 %58
%60 = select i1 %51, i32* %59, i32* %57
store i32 %53, i32* %60
%61 = add nsw i64 %39, 2
%62 = trunc i64 %61 to i32
%63 = icmp eq i32 %22, %62
br i1 %63, label %64, label %38
64: ; preds = %35, %38, %16
%65 = phi i64 [ %17, %16 ], [ %20, %38 ], [ %20, %35 ]
%66 = load i32, i32* @INT_MAX
%67 = sext i32 %7 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 %67
store i32 %66, i32* %68
%69 = sext i32 %11 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %69
store i32 %66, i32* %70
%71 = load i32, i32* %10
%72 = icmp eq i32 %71, %66
%73 = load i32, i32* %14
%74 = icmp eq i32 %73, %66
%75 = select i1 %72, i1 %74, i1 false
br i1 %75, label %101, label %76
76: ; preds = %64, %76
%77 = phi i32 [ %98, %76 ], [ %73, %64 ]
%78 = phi i32 [ %94, %76 ], [ %71, %64 ]
%79 = phi i32 [ %88, %76 ], [ 0, %64 ]
%80 = phi i32 [ %86, %76 ], [ 0, %64 ]
%81 = phi i64 [ %90, %76 ], [ %65, %64 ]
%82 = icmp sgt i32 %78, %77
%83 = select i1 %82, i32 %77, i32 %78
%84 = xor i1 %82, true
%85 = zext i1 %84 to i32
%86 = add nuw nsw i32 %80, %85
%87 = zext i1 %82 to i32
%88 = add nuw nsw i32 %79, %87
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %81
store i32 %83, i32* %89
%90 = add i64 %81, 1
%91 = load i32, i32* @INT_MAX
%92 = zext i32 %86 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 %92
%94 = load i32, i32* %93
%95 = icmp eq i32 %94, %91
%96 = zext i32 %88 to i64
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %96
%98 = load i32, i32* %97
%99 = icmp eq i32 %98, %91
%100 = select i1 %95, i1 %99, i1 false
br i1 %100, label %101, label %76
101: ; preds = %76, %64
ret void
}