#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(int *, int *, int);
void mergeSort(int arr[], int n) {
  int tmp[100000];
  int *firstHalf = tmp;
  int *secondHalf = tmp + n / 2;
  int firstHalfSize = n / 2;
  int secondHalfSize = (n - n / 2);
  int i, p, q;
  if (n < 2)
    return;
  memcpy(firstHalf, arr, n / 2 * sizeof(int));
  memcpy(secondHalf, arr + n / 2, (n - n / 2) * sizeof(int));
  mergeSort(firstHalf, n / 2);
  mergeSort(secondHalf, n - n / 2);
  i = 0;
  p = 0;
  q = 0;
  while (i < n) {
    if (p < firstHalfSize) {
      if (q < secondHalfSize) {
        if (firstHalf[p] < secondHalf[q]) {
          arr[i++] = firstHalf[p++];
        } else {
          arr[i++] = secondHalf[q++];
        }
      } else {
        arr[i++] = firstHalf[p++];
      }
    } else {
      arr[i++] = secondHalf[q++];
    }
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x61ad0,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
lea    -0x61a90(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x61a98(%rbp)
lea    -0x61a90(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x61ac0(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x61ac0(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x61aa0(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x61aa4(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x61ab8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x61ab8(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x61aa8(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jge    11b7 <mergeSort+0x97>
jmp    13cf <mergeSort+0x2af>
mov    -0x61a98(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x61aa0(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x61ac4(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x61ac4(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x61a98(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%esi
call   1040 <mergeSort@plt>
mov    -0x61aa0(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
sub    %eax,%esi
call   1040 <mergeSort@plt>
movl   $0x0,-0x61aac(%rbp)
movl   $0x0,-0x61ab0(%rbp)
movl   $0x0,-0x61ab4(%rbp)
mov    -0x61aac(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    13ca <mergeSort+0x2aa>
mov    -0x61ab0(%rbp),%eax
cmp    -0x61aa4(%rbp),%eax
jge    138c <mergeSort+0x26c>
mov    -0x61ab4(%rbp),%eax
cmp    -0x61aa8(%rbp),%eax
jge    134e <mergeSort+0x22e>
mov    -0x61a98(%rbp),%rax
movslq -0x61ab0(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x61aa0(%rbp),%rcx
movslq -0x61ab4(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1310 <mergeSort+0x1f0>
mov    -0x61a98(%rbp),%rax
mov    -0x61ab0(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x61ab0(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x61aac(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x61aac(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1349 <mergeSort+0x229>
mov    -0x61aa0(%rbp),%rax
mov    -0x61ab4(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x61ab4(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x61aac(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x61aac(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1387 <mergeSort+0x267>
mov    -0x61a98(%rbp),%rax
mov    -0x61ab0(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x61ab0(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x61aac(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x61aac(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    13c5 <mergeSort+0x2a5>
mov    -0x61aa0(%rbp),%rax
mov    -0x61ab4(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x61ab4(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x61aac(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x61aac(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1277 <mergeSort+0x157>
jmp    13cf <mergeSort+0x2af>
add    $0x61ad0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x61a88,%rsp
cmp    $0x2,%esi
jge    1148 <mergeSort+0x28>
add    $0x61a88,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %esi,%r13d
mov    %rdi,%rbx
mov    %esi,%r12d
shr    $0x1f,%r12d
add    %esi,%r12d
sar    %r12d
movslq %r12d,%rbp
lea    (%rsp,%rbp,4),%r14
mov    %esi,%r15d
sub    %ebp,%r15d
lea    0x0(,%rbp,4),%edx
mov    %rsp,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
lea    (%rbx,%rbp,4),%rsi
lea    0x0(,%r15,4),%edx
mov    %r14,%rdi
call   1030 <memcpy@plt>
mov    %rsp,%rdi
mov    %ebp,%esi
call   1040 <mergeSort@plt>
mov    %r14,%rdi
mov    %r15d,%esi
call   1040 <mergeSort@plt>
mov    %r13d,%eax
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
jmp    11ca <mergeSort+0xaa>
xchg   %ax,%ax
movslq %edx,%rdi
add    $0x1,%edx
mov    (%r14,%rdi,4),%edi
mov    %edi,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     1136 <mergeSort+0x16>
cmp    %r12d,%esi
jge    11b0 <mergeSort+0x90>
movslq %esi,%rdi
cmp    %r15d,%edx
jge    11f0 <mergeSort+0xd0>
mov    (%rsp,%rdi,4),%edi
movslq %edx,%rbp
mov    (%r14,%rbp,4),%ebp
cmp    %ebp,%edi
jge    11f8 <mergeSort+0xd8>
add    $0x1,%esi
jmp    11ba <mergeSort+0x9a>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%esi
mov    (%rsp,%rdi,4),%edi
jmp    11ba <mergeSort+0x9a>
add    $0x1,%edx
mov    %ebp,%edi
jmp    11ba <mergeSort+0x9a>

LLVM IR (-O0):
define void @mergeSort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca [100000 x 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** %3
store i32 %1, i32* %4
%13 = getelementptr inbounds [100000 x i32], [100000 x i32]* %5, i64 0, i64 0
store i32* %13, i32** %6
%14 = getelementptr inbounds [100000 x i32], [100000 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%15 = load i32, i32* %4
%16 = sdiv i32 %15, 2
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %17
store i32* %18, i32** %7
%19 = load i32, i32* %4
%20 = sdiv i32 %19, 2
store i32 %20, i32* %8
%21 = load i32, i32* %4
%22 = load i32, i32* %4
%23 = sdiv i32 %22, 2
%24 = sub nsw i32 %21, %23
store i32 %24, i32* %9
%25 = load i32, i32* %4
%26 = icmp slt i32 %25, 2
br i1 %26, label %27, label %28
27: ; preds = %2
br label %135
28: ; preds = %2
%29 = load i32*, i32** %6
%30 = load i32*, i32** %3
%31 = load i32, i32* %4
%32 = sdiv i32 %31, 2
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = mul i64 %33, 4
%35 = trunc i64 %34 to i32
%36 = call i32 @memcpy(i32* %29, i32* %30, i32 %35)
%37 = load i32*, i32** %7
%38 = load i32*, i32** %3
%39 = load i32, i32* %4
%40 = sdiv i32 %39, 2
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %41
%43 = load i32, i32* %4
%44 = load i32, i32* %4
%45 = sdiv i32 %44, 2
%46 = sub nsw i32 %43, %45
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = mul i64 %47, 4
%49 = trunc i64 %48 to i32
%50 = call i32 @memcpy(i32* %37, i32* %42, i32 %49)
%51 = load i32*, i32** %6
%52 = load i32, i32* %4
%53 = sdiv i32 %52, 2
%54 = load i32*, i32** %7
%55 = load i32, i32* %4
%56 = load i32, i32* %4
%57 = sdiv i32 %56, 2
%58 = sub nsw i32 %55, %57
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
br label %59
59: ; preds = %133, %28
%60 = load i32, i32* %10
%61 = load i32, i32* %4
%62 = icmp slt i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %134
63: ; preds = %59
%64 = load i32, i32* %11
%65 = load i32, i32* %8
%66 = icmp slt i32 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %121
67: ; preds = %63
%68 = load i32, i32* %12
%69 = load i32, i32* %9
%70 = icmp slt i32 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %108
71: ; preds = %67
%72 = load i32*, i32** %6
%73 = load i32, i32* %11
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = load i32*, i32** %7
%78 = load i32, i32* %12
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 %79
%81 = load i32, i32* %80
%82 = icmp slt i32 %76, %81
br i1 %82, label %83, label %95
83: ; preds = %71
%84 = load i32*, i32** %6
%85 = load i32, i32* %11
%86 = add nsw i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %11
%87 = sext i32 %85 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = load i32*, i32** %3
%91 = load i32, i32* %10
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %10
%93 = sext i32 %91 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 %93
store i32 %89, i32* %94
br label %107
95: ; preds = %71
%96 = load i32*, i32** %7
%97 = load i32, i32* %12
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %12
%99 = sext i32 %97 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %99
%101 = load i32, i32* %100
%102 = load i32*, i32** %3
%103 = load i32, i32* %10
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %10
%105 = sext i32 %103 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %105
store i32 %101, i32* %106
br label %107
107: ; preds = %95, %83
br label %120
108: ; preds = %67
%109 = load i32*, i32** %6
%110 = load i32, i32* %11
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %11
%112 = sext i32 %110 to i64
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 %112
%114 = load i32, i32* %113
%115 = load i32*, i32** %3
%116 = load i32, i32* %10
%117 = add nsw i32 %116, 1
store i32 %117, i32* %10
%118 = sext i32 %116 to i64
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 %118
store i32 %114, i32* %119
br label %120
120: ; preds = %108, %107
br label %133
121: ; preds = %63
%122 = load i32*, i32** %7
%123 = load i32, i32* %12
%124 = add nsw i32 %123, 1
store i32 %124, i32* %12
%125 = sext i32 %123 to i64
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 %125
%127 = load i32, i32* %126
%128 = load i32*, i32** %3
%129 = load i32, i32* %10
%130 = add nsw i32 %129, 1
store i32 %130, i32* %10
%131 = sext i32 %129 to i64
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %128, i64 %131
store i32 %127, i32* %132
br label %133
133: ; preds = %121, %120
br label %59
134: ; preds = %59
br label %135
135: ; preds = %134, %27
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergeSort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca [100000 x i32]
%4 = bitcast [100000 x i32]* %3 to i8*
%5 = getelementptr inbounds [100000 x i32], [100000 x i32]* %3, i64 0, i64 0
%6 = sdiv i32 %1, 2
%7 = sext i32 %6 to i64
%8 = getelementptr inbounds [100000 x i32], [100000 x i32]* %3, i64 0, i64 %7
%9 = sub nsw i32 %1, %6
%10 = icmp slt i32 %1, 2
br i1 %10, label %54, label %11
11: ; preds = %2
%12 = shl i32 %6, 2
%13 = call i32 @memcpy(i32* %5, i32* %0, i32 %12)
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%15 = shl i32 %9, 2
%16 = call i32 @memcpy(i32* %8, i32* %14, i32 %15)
%17 = zext i32 %1 to i64
br label %18
18: ; preds = %11, %47
%19 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %52, %47 ]
%20 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %50, %47 ]
%21 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %49, %47 ]
%22 = icmp slt i32 %21, %6
br i1 %22, label %23, label %42
23: ; preds = %18
%24 = icmp slt i32 %20, %9
br i1 %24, label %25, label %37
25: ; preds = %23
%26 = sext i32 %21 to i64
%27 = getelementptr inbounds [100000 x i32], [100000 x i32]* %3, i64 0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %20 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp slt i32 %28, %31
br i1 %32, label %33, label %35
33: ; preds = %25
%34 = add nsw i32 %21, 1
br label %47
35: ; preds = %25
%36 = add nsw i32 %20, 1
br label %47
37: ; preds = %23
%38 = add nsw i32 %21, 1
%39 = sext i32 %21 to i64
%40 = getelementptr inbounds [100000 x i32], [100000 x i32]* %3, i64 0, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
br label %47
42: ; preds = %18
%43 = add nsw i32 %20, 1
%44 = sext i32 %20 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
br label %47
47: ; preds = %37, %35, %33, %42
%48 = phi i32 [ %41, %37 ], [ %31, %35 ], [ %28, %33 ], [ %46, %42 ]
%49 = phi i32 [ %38, %37 ], [ %21, %35 ], [ %34, %33 ], [ %21, %42 ]
%50 = phi i32 [ %20, %37 ], [ %36, %35 ], [ %20, %33 ], [ %43, %42 ]
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
store i32 %48, i32* %51
%52 = add nuw nsw i64 %19, 1
%53 = icmp eq i64 %52, %17
br i1 %53, label %54, label %18
54: ; preds = %47, %2
ret void
}