#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*/ merge(int *, int *, int, int, int);
void mergesort(int a[], int length) {
  int sz, lo, min;
  int aux[length];
  for (sz = 1; sz < length; sz = sz + sz)
    for (lo = 0; lo < length - sz; lo += sz + sz) {
      int min = length - 1;
      if (min > lo + sz + sz - 1)
        min = lo + sz + sz - 1;
      merge(a, aux, lo, lo + sz - 1, min);
    }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergesort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%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,-0x38(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e1 <mergesort+0xd1>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11ce <mergesort+0xbe>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    11a0 <mergesort+0x90>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%r8d
call   1030 <merge@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1160 <mergesort+0x50>
jmp    11d3 <mergesort+0xc3>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    114d <mergesort+0x3d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergesort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %esi,%eax
mov    %rsp,%r12
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
cmp    $0x2,%esi
jl     11b2 <mergesort+0xa2>
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r13
mov    $0x1,%eax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    115b <mergesort+0x4b>
xchg   %ax,%ax
mov    %ecx,%eax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
cmp    %r14d,%ecx
jge    11b2 <mergesort+0xa2>
mov    -0x30(%rbp),%rax
lea    (%rax,%rax,1),%ecx
mov    %r14d,%ebx
sub    %eax,%ebx
jle    1150 <mergesort+0x40>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
xor    %edx,%edx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rcx,%rdx,1),%r15d
cmp    %r14d,%r15d
mov    %r14d,%r8d
cmovl  %r15d,%r8d
add    $0xffffffff,%r8d
mov    -0x30(%rbp),%rax
lea    (%rax,%rdx,1),%ecx
mov    %r13,%rdi
mov    %r12,%rsi
call   1030 <merge@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %r15d,%edx
cmp    %ebx,%r15d
jl     1180 <mergesort+0x70>
jmp    1150 <mergesort+0x40>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @mergesort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%11 = load i32, i32* %4
%12 = zext i32 %11 to i64
%13 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %13, i8** %8
%14 = alloca i32, i64 %12
store i64 %12, i64* %9
store i32 1, i32* %5
br label %15
15: ; preds = %60, %2
%16 = load i32, i32* %5
%17 = load i32, i32* %4
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %64
19: ; preds = %15
store i32 0, i32* %6
br label %20
20: ; preds = %53, %19
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %4
%23 = load i32, i32* %5
%24 = sub nsw i32 %22, %23
%25 = icmp slt i32 %21, %24
br i1 %25, label %26, label %59
26: ; preds = %20
%27 = load i32, i32* %4
%28 = sub nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %10
%29 = load i32, i32* %10
%30 = load i32, i32* %6
%31 = load i32, i32* %5
%32 = add nsw i32 %30, %31
%33 = load i32, i32* %5
%34 = add nsw i32 %32, %33
%35 = sub nsw i32 %34, 1
%36 = icmp sgt i32 %29, %35
br i1 %36, label %37, label %44
37: ; preds = %26
%38 = load i32, i32* %6
%39 = load i32, i32* %5
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %5
%42 = add nsw i32 %40, %41
%43 = sub nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %10
br label %44
44: ; preds = %37, %26
%45 = load i32*, i32** %3
%46 = load i32, i32* %6
%47 = load i32, i32* %6
%48 = load i32, i32* %5
%49 = add nsw i32 %47, %48
%50 = sub nsw i32 %49, 1
%51 = load i32, i32* %10
%52 = call i32 @merge(i32* %45, i32* %14, i32 %46, i32 %50, i32 %51)
br label %53
53: ; preds = %44
%54 = load i32, i32* %5
%55 = load i32, i32* %5
%56 = add nsw i32 %54, %55
%57 = load i32, i32* %6
%58 = add nsw i32 %57, %56
store i32 %58, i32* %6
br label %20
59: ; preds = %20
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i32, i32* %5
%62 = load i32, i32* %5
%63 = add nsw i32 %61, %62
store i32 %63, i32* %5
br label %15
64: ; preds = %15
%65 = load i8*, i8** %8
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @mergesort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = zext i32 %1 to i64
%4 = alloca i32, i64 %3
%5 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %5, label %6, label %24
6: ; preds = %2, %22
%7 = phi i32 [ %10, %22 ], [ 1, %2 ]
%8 = sub nsw i32 %1, %7
%9 = icmp sgt i32 %8, 0
%10 = shl nsw i32 %7, 1
br i1 %9, label %11, label %22
11: ; preds = %6, %11
%12 = phi i32 [ %20, %11 ], [ 0, %6 ]
%13 = add nsw i32 %12, %7
%14 = add nsw i32 %13, %7
%15 = icmp slt i32 %14, %1
%16 = select i1 %15, i32 %14, i32 %1
%17 = add nsw i32 %16, -1
%18 = add nsw i32 %13, -1
%19 = call i32 @merge(i32* %0, i32* %4, i32 %12, i32 %18, i32 %17)
%20 = add nsw i32 %12, %10
%21 = icmp slt i32 %20, %8
br i1 %21, label %11, label %22
22: ; preds = %11, %6
%23 = icmp slt i32 %10, %1
br i1 %23, label %6, label %24
24: ; preds = %22, %2
ret void
}