void merge(int list[], int firstLeft, int lastLeft, int firstRight,
           int lastRight) {
  int int_size = sizeof(int);
  int length = sizeof(list) / int_size;
  int i;
  int saveFirst = firstLeft;
  int index = firstLeft;
  int temparray[length];
  while ((firstLeft <= lastLeft) && (firstRight <= lastRight)) {
    if (list[firstLeft] < list[firstRight]) {
      temparray[index] = list[firstLeft];
      firstLeft++;
    } else {
      temparray[index] = list[firstRight];
      firstRight++;
    }
    index++;
  }
  for (i = firstLeft; i <= lastLeft; i++) {
    temparray[index] = list[i];
    index++;
  }
  for (i = firstRight; i <= lastRight; i++) {
    temparray[index] = list[i];
    index++;
  }
  for (i = saveFirst; i <= lastRight; i++)
    list[i] = temparray[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8d,-0x18(%rbp)
movl   $0x4,-0x1c(%rbp)
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
mov    %eax,%edx
mov    $0x8,%eax
div    %rcx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x49(%rbp)
jg     1183 <merge+0x83>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x49(%rbp)
mov    -0x49(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1193 <merge+0x93>
jmp    1200 <merge+0x100>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11d3 <merge+0xd3>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11f2 <merge+0xf2>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1166 <merge+0x66>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     123f <merge+0x13f>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1206 <merge+0x106>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     127e <merge+0x17e>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1245 <merge+0x145>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     12b4 <merge+0x1b4>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1284 <merge+0x184>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r8d,%r14d
mov    %ecx,%ebp
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
movslq %esi,%rax
cmp    %edx,%esi
mov    %rax,0x10(%rsp)
jg     1189 <merge+0x79>
cmp    %r14d,%ebp
jg     1189 <merge+0x79>
lea    (%rsp,%rax,4),%rdx
mov    %r15d,%r8d
mov    %r15d,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ecx,%rcx
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%esi
movslq %ebp,%rbp
mov    0x0(%r13,%rbp,4),%edi
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
cmp    %edi,%esi
setl   %bl
setge  %al
cmovl  %esi,%edi
add    %eax,%ebp
add    %ebx,%ecx
mov    %edi,(%rdx)
add    $0x1,%r8d
cmp    %r12d,%ecx
jg     118f <merge+0x7f>
add    $0x4,%rdx
cmp    %r14d,%ebp
jle    1150 <merge+0x40>
jmp    118f <merge+0x7f>
mov    %r15d,%r8d
mov    %r15d,%ecx
cmp    %r12d,%ecx
jle    11ce <merge+0xbe>
cmp    %r14d,%ebp
jle    1200 <merge+0xf0>
sub    %r15d,%r14d
jl     11bf <merge+0xaf>
mov    0x10(%rsp),%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
lea    (%rsp,%rax,4),%rsi
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movslq %r8d,%rbx
lea    (%rsp,%rbx,4),%rdi
movslq %ecx,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %ecx,%r12d
lea    0x4(,%r12,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    (%rbx,%r12,1),%r8d
add    $0x1,%r8d
cmp    %r14d,%ebp
jg     1199 <merge+0x89>
movslq %r8d,%rax
lea    (%rsp,%rax,4),%rdi
movslq %ebp,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %r14d,%eax
sub    %ebp,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
sub    %r15d,%r14d
jge    119e <merge+0x8e>
jmp    11bf <merge+0xaf>

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca [2 x i32]
%7 = icmp sle i32 %1, %2
%8 = icmp sle i32 %3, %4
%9 = and i1 %7, %8
br i1 %9, label %10, label %14
10: ; preds = %5
%11 = sext i32 %1 to i64
br label %32
12: ; preds = %32
%13 = trunc i64 %50 to i32
br label %14
14: ; preds = %12, %5
%15 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %13, %12 ]
%16 = phi i32 [ %3, %5 ], [ %46, %12 ]
%17 = phi i32 [ %1, %5 ], [ %48, %12 ]
%18 = icmp sgt i32 %17, %2
br i1 %18, label %54, label %19
19: ; preds = %14
%20 = sext i32 %15 to i64
%21 = getelementptr [2 x i32], [2 x i32]* %6, i64 0, i64 %20
%22 = bitcast i32* %21 to i8*
%23 = sext i32 %17 to i64
%24 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %23
%25 = bitcast i32* %24 to i8*
%26 = sub i32 %2, %17
%27 = zext i32 %26 to i64
%28 = shl nuw nsw i64 %27, 2
%29 = add nuw nsw i64 %28, 4
%30 = add i32 %15, %26
%31 = add i32 %30, 1
br label %54
32: ; preds = %10, %32
%33 = phi i64 [ %11, %10 ], [ %50, %32 ]
%34 = phi i32 [ %1, %10 ], [ %48, %32 ]
%35 = phi i32 [ %3, %10 ], [ %46, %32 ]
%36 = sext i32 %34 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = sext i32 %35 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = icmp slt i32 %38, %41
%43 = select i1 %42, i32 %38, i32 %41
%44 = xor i1 %42, true
%45 = zext i1 %44 to i32
%46 = add nsw i32 %35, %45
%47 = zext i1 %42 to i32
%48 = add nsw i32 %34, %47
%49 = getelementptr inbounds [2 x i32], [2 x i32]* %6, i64 0, i64 %33
store i32 %43, i32* %49
%50 = add i64 %33, 1
%51 = icmp sle i32 %48, %2
%52 = icmp sle i32 %46, %4
%53 = select i1 %51, i1 %52, i1 false
br i1 %53, label %32, label %12
54: ; preds = %19, %14
%55 = phi i32 [ %15, %14 ], [ %31, %19 ]
%56 = icmp sgt i32 %16, %4
br i1 %56, label %68, label %57
57: ; preds = %54
%58 = sext i32 %55 to i64
%59 = getelementptr [2 x i32], [2 x i32]* %6, i64 0, i64 %58
%60 = bitcast i32* %59 to i8*
%61 = sext i32 %16 to i64
%62 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %61
%63 = bitcast i32* %62 to i8*
%64 = sub i32 %4, %16
%65 = zext i32 %64 to i64
%66 = shl nuw nsw i64 %65, 2
%67 = add nuw nsw i64 %66, 4
br label %68
68: ; preds = %57, %54
%69 = icmp slt i32 %4, %1
br i1 %69, label %80, label %70
70: ; preds = %68
%71 = sext i32 %1 to i64
%72 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %71
%73 = bitcast i32* %72 to i8*
%74 = getelementptr [2 x i32], [2 x i32]* %6, i64 0, i64 %71
%75 = bitcast i32* %74 to i8*
%76 = sub i32 %4, %1
%77 = zext i32 %76 to i64
%78 = shl nuw nsw i64 %77, 2
%79 = add nuw nsw i64 %78, 4
br label %80
80: ; preds = %70, %68
ret void
}