#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 */
char *merge(char *, char *, int (*)(void const *, void const *), int);
char *msort(char *list, char **next, int (*cmp)(const void *, const void *)) {
  int offset;
  char *ep;
  char *set[30];
  int i;
  offset = (int)((char *)next - (char *)list);
  for (i = 0; i < 30; i++)
    set[i] = 0;
  while (list) {
    ep = list;
    list = (*(char **)(((char *)list) + offset));
    (*(char **)(((char *)ep) + offset)) = 0;
    for (i = 0; i < 30 - 1 && set[i] != 0; i++) {
      ep = merge(ep, set[i], cmp, offset);
      set[i] = 0;
    }
    set[i] = ep;
  }
  ep = 0;
  for (i = 0; i < 30; i++)
    if (set[i])
      ep = merge(ep, set[i], cmp, offset);
  return ep;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<msort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x130,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x124(%rbp)
cmpl   $0x1e,-0x124(%rbp)
jge    1173 <msort+0x63>
movslq -0x124(%rbp),%rax
movq   $0x0,-0x120(%rbp,%rax,8)
mov    -0x124(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x124(%rbp)
jmp    113f <msort+0x2f>
jmp    1178 <msort+0x68>
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1258 <msort+0x148>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movq   $0x0,(%rax,%rcx,1)
movl   $0x0,-0x124(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x1d,-0x124(%rbp)
mov    %al,-0x125(%rbp)
jge    11e3 <msort+0xd3>
movslq -0x124(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,-0x120(%rbp,%rax,8)
setne  %al
mov    %al,-0x125(%rbp)
mov    -0x125(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11f6 <msort+0xe6>
jmp    1240 <msort+0x130>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
movslq -0x124(%rbp),%rax
mov    -0x120(%rbp,%rax,8),%rsi
ff
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1030 <merge@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movslq -0x124(%rbp),%rax
movq   $0x0,-0x120(%rbp,%rax,8)
mov    -0x124(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x124(%rbp)
jmp    11b5 <msort+0xa5>
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0x124(%rbp),%rax
mov    %rcx,-0x120(%rbp,%rax,8)
ff
jmp    1178 <msort+0x68>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x124(%rbp)
cmpl   $0x1e,-0x124(%rbp)
jge    12c9 <msort+0x1b9>
movslq -0x124(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,-0x120(%rbp,%rax,8)
je     12b0 <msort+0x1a0>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
movslq -0x124(%rbp),%rax
mov    -0x120(%rbp,%rax,8),%rsi
ff
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1030 <merge@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    12b5 <msort+0x1a5>
mov    -0x124(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x124(%rbp)
jmp    126a <msort+0x15a>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x130,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<msort>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xf0,%rsp
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r13
sub    %rdi,%r13
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,0xe0(%rsp)
movaps %xmm0,0xd0(%rsp)
movaps %xmm0,0xc0(%rsp)
movaps %xmm0,0xb0(%rsp)
movaps %xmm0,0xa0(%rsp)
movaps %xmm0,0x90(%rsp)
movaps %xmm0,0x80(%rsp)
movaps %xmm0,0x70(%rsp)
movaps %xmm0,0x60(%rsp)
movaps %xmm0,0x50(%rsp)
movaps %xmm0,0x40(%rsp)
movaps %xmm0,0x30(%rsp)
movaps %xmm0,0x20(%rsp)
movaps %xmm0,0x10(%rsp)
movaps %xmm0,(%rsp)
test   %rdi,%rdi
je     11f0 <msort+0xe0>
mov    %rdi,%r15
movslq %r13d,%r12
jmp    11ab <msort+0x9b>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebx,%ecx
mov    %rax,(%rsp,%rcx,8)
test   %r15,%r15
je     11f0 <msort+0xe0>
mov    %r15,%rax
mov    (%r15,%r12,1),%r15
movq   $0x0,(%rax,%r12,1)
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rsp,%rbx,8),%rsi
test   %rsi,%rsi
je     11a0 <msort+0x90>
mov    %rax,%rdi
mov    %r14,%rdx
mov    %r13d,%ecx
call   1030 <merge@plt>
movq   $0x0,(%rsp,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x1d,%rbx
jne    11c0 <msort+0xb0>
mov    $0x1d,%ebx
jmp    11a0 <msort+0x90>
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
jmp    120a <msort+0xfa>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x1e,%rbx
je     1223 <msort+0x113>
mov    (%rsp,%rbx,8),%rsi
test   %rsi,%rsi
je     1200 <msort+0xf0>
mov    %rax,%rdi
mov    %r14,%rdx
mov    %r13d,%ecx
call   1030 <merge@plt>
jmp    1200 <msort+0xf0>
add    $0xf0,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @msort(i8* %0, i8** %1, i32 (i8*, i8*)* %2) {
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32 (i8*, i8*)*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca [30 x i8*]
%10 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i8** %1, i8*** %5
store i32 (i8*, i8*)* %2, i32 (i8*, i8*)** %6
%11 = load i8**, i8*** %5
%12 = bitcast i8** %11 to i8*
%13 = load i8*, i8** %4
%14 = ptrtoint i8* %12 to i64
%15 = ptrtoint i8* %13 to i64
%16 = sub i64 %14, %15
%17 = trunc i64 %16 to i32
store i32 %17, i32* %7
store i32 0, i32* %10
br label %18
18: ; preds = %25, %3
%19 = load i32, i32* %10
%20 = icmp slt i32 %19, 30
br i1 %20, label %21, label %28
21: ; preds = %18
%22 = load i32, i32* %10
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %9, i64 0, i64 %23
store i8* null, i8** %24
br label %25
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %10
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %10
br label %18
28: ; preds = %18
br label %29
29: ; preds = %71, %28
%30 = load i8*, i8** %4
%31 = icmp ne i8* %30, null
br i1 %31, label %32, label %76
32: ; preds = %29
%33 = load i8*, i8** %4
store i8* %33, i8** %8
%34 = load i8*, i8** %4
%35 = load i32, i32* %7
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %36
%38 = bitcast i8* %37 to i8**
%39 = load i8*, i8** %38
store i8* %39, i8** %4
%40 = load i8*, i8** %8
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %40, i64 %42
%44 = bitcast i8* %43 to i8**
store i8* null, i8** %44
store i32 0, i32* %10
br label %45
45: ; preds = %68, %32
%46 = load i32, i32* %10
%47 = icmp slt i32 %46, 29
br i1 %47, label %48, label %54
48: ; preds = %45
%49 = load i32, i32* %10
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %9, i64 0, i64 %50
%52 = load i8*, i8** %51
%53 = icmp ne i8* %52, null
br label %54
54: ; preds = %48, %45
%55 = phi i1 [ false, %45 ], [ %53, %48 ]
br i1 %55, label %56, label %71
56: ; preds = %54
%57 = load i8*, i8** %8
%58 = load i32, i32* %10
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %9, i64 0, i64 %59
%61 = load i8*, i8** %60
%62 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %6
%63 = load i32, i32* %7
%64 = call i8* @merge(i8* %57, i8* %61, i32 (i8*, i8*)* %62, i32 %63)
store i8* %64, i8** %8
%65 = load i32, i32* %10
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %9, i64 0, i64 %66
store i8* null, i8** %67
br label %68
68: ; preds = %56
%69 = load i32, i32* %10
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %10
br label %45
71: ; preds = %54
%72 = load i8*, i8** %8
%73 = load i32, i32* %10
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %9, i64 0, i64 %74
store i8* %72, i8** %75
br label %29
76: ; preds = %29
store i8* null, i8** %8
store i32 0, i32* %10
br label %77
77: ; preds = %96, %76
%78 = load i32, i32* %10
%79 = icmp slt i32 %78, 30
br i1 %79, label %80, label %99
80: ; preds = %77
%81 = load i32, i32* %10
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %9, i64 0, i64 %82
%84 = load i8*, i8** %83
%85 = icmp ne i8* %84, null
br i1 %85, label %86, label %95
86: ; preds = %80
%87 = load i8*, i8** %8
%88 = load i32, i32* %10
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %9, i64 0, i64 %89
%91 = load i8*, i8** %90
%92 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %6
%93 = load i32, i32* %7
%94 = call i8* @merge(i8* %87, i8* %91, i32 (i8*, i8*)* %92, i32 %93)
store i8* %94, i8** %8
br label %95
95: ; preds = %86, %80
br label %96
96: ; preds = %95
%97 = load i32, i32* %10
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %10
br label %77
99: ; preds = %77
%100 = load i8*, i8** %8
ret i8* %100
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @msort(i8* %0, i8** %1, i32 (i8*, i8*)* %2) {
%4 = alloca [30 x i8*]
%5 = bitcast [30 x i8*]* %4 to i8*
%6 = ptrtoint i8** %1 to i64
%7 = ptrtoint i8* %0 to i64
%8 = sub i64 %6, %7
%9 = trunc i64 %8 to i32
%10 = icmp eq i8* %0, null
br i1 %10, label %35, label %11
11: ; preds = %3
%12 = shl i64 %8, 32
%13 = ashr exact i64 %12, 32
br label %14
14: ; preds = %11, %29
%15 = phi i8* [ %0, %11 ], [ %18, %29 ]
%16 = getelementptr inbounds i8, i8* %15, i64 %13
%17 = bitcast i8* %16 to i8**
%18 = load i8*, i8** %17
store i8* null, i8** %17
br label %19
19: ; preds = %14, %25
%20 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %27, %25 ]
%21 = phi i8* [ %15, %14 ], [ %26, %25 ]
%22 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %4, i64 0, i64 %20
%23 = load i8*, i8** %22
%24 = icmp eq i8* %23, null
br i1 %24, label %29, label %25
25: ; preds = %19
%26 = tail call i8* @merge(i8* %21, i8* %23, i32 (i8*, i8*)* %2, i32 %9)
store i8* null, i8** %22
%27 = add nuw nsw i64 %20, 1
%28 = icmp eq i64 %27, 29
br i1 %28, label %29, label %19
29: ; preds = %25, %19
%30 = phi i8* [ %26, %25 ], [ %21, %19 ]
%31 = phi i64 [ 29, %25 ], [ %20, %19 ]
%32 = and i64 %31, 4294967295
%33 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %4, i64 0, i64 %32
store i8* %30, i8** %33
%34 = icmp eq i8* %18, null
br i1 %34, label %35, label %14
35: ; preds = %29, %3
br label %36
36: ; preds = %35, %44
%37 = phi i64 [ %46, %44 ], [ 0, %35 ]
%38 = phi i8* [ %45, %44 ], [ null, %35 ]
%39 = getelementptr inbounds [30 x i8*], [30 x i8*]* %4, i64 0, i64 %37
%40 = load i8*, i8** %39
%41 = icmp eq i8* %40, null
br i1 %41, label %44, label %42
42: ; preds = %36
%43 = tail call i8* @merge(i8* %38, i8* %40, i32 (i8*, i8*)* %2, i32 %9)
br label %44
44: ; preds = %36, %42
%45 = phi i8* [ %43, %42 ], [ %38, %36 ]
%46 = add nuw nsw i64 %37, 1
%47 = icmp eq i64 %46, 30
br i1 %47, label %48, label %36
48: ; preds = %44
ret i8* %45
}