void merge(register int *a, register const int start, register const int middle,
           register const int end) {
  register int i;
  register int j;
  register int k = start;
  register const int leftLength = middle - start + 1;
  register const int rightLength = end - middle;
  int left[leftLength];
  int right[rightLength];
  for (i = 0; i < leftLength; i++) {
    *(left + i) = *(a + i + start);
  }
  for (j = 0; j < rightLength; j++) {
    *(right + j) = *(a + j + middle + 1);
  }
  i = 0;
  j = 0;
  while (k <= end) {
    while (i < leftLength && j < rightLength && *(left + i) <= *(right + j)) {
      *(a + k) = *(left + i);
      i++;
      k++;
    }
    while (i < leftLength && j < rightLength && *(left + i) >= *(right + j)) {
      *(a + k) = *(right + j);
      j++;
      k++;
    }
    if (i >= leftLength) {
      while (j < rightLength) {
        *(a + k) = *(right + j);
        j++;
        k++;
      }
    }
    if (j >= rightLength) {
      while (i < leftLength) {
        *(a + k) = *(left + i);
        i++;
        k++;
      }
    }
  }
}


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    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x50(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
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)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11bd <merge+0xbd>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
add    %rdx,%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1182 <merge+0x82>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    1200 <merge+0x100>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
add    %rdx,%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
mov    0x4(%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11c4 <merge+0xc4>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     13bd <merge+0x2bd>
jmp    121f <merge+0x11f>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x51(%rbp)
jge    125d <merge+0x15d>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x51(%rbp)
jge    125d <merge+0x15d>
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x51(%rbp)
mov    -0x51(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    126d <merge+0x16d>
jmp    129a <merge+0x19a>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    121f <merge+0x11f>
jmp    129f <merge+0x19f>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x52(%rbp)
jge    12dd <merge+0x1dd>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x52(%rbp)
jge    12dd <merge+0x1dd>
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setge  %al
mov    %al,-0x52(%rbp)
mov    -0x52(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    12ed <merge+0x1ed>
jmp    131a <merge+0x21a>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    129f <merge+0x19f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jl     1369 <merge+0x269>
jmp    132b <merge+0x22b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    1364 <merge+0x264>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    132b <merge+0x22b>
jmp    1369 <merge+0x269>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jl     13b8 <merge+0x2b8>
jmp    137a <merge+0x27a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    13b3 <merge+0x2b3>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    137a <merge+0x27a>
jmp    13b8 <merge+0x2b8>
jmp    120e <merge+0x10e>
mov    -0x30(%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    $0x58,%rsp
mov    %ecx,%r13d
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r14d
mov    %edx,%ecx
sub    %esi,%ecx
lea    0x1(%rcx),%r15d
mov    %r13d,%r8d
sub    %edx,%r8d
lea    0xf(,%r15,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%rbx
sub    %rax,%rbx
mov    %rbx,%rsp
lea    0xf(,%r8,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r10
sub    %rax,%r10
mov    %r10,%rsp
mov    %rcx,-0x70(%rbp)
test   %ecx,%ecx
mov    %rdi,-0x40(%rbp)
mov    %r8,-0x38(%rbp)
mov    %r10,-0x30(%rbp)
js     1199 <merge+0x89>
movslq %r14d,%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%rsi
lea    0x0(,%r15,4),%rdx
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    %rbx,-0x48(%rbp)
mov    %r15,-0x60(%rbp)
mov    %r12d,%ebx
not    %ebx
test   %r8d,%r8d
jle    11d6 <merge+0xc6>
movslq %r12d,%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%rsi
add    $0x4,%rsi
lea    (%rbx,%r13,1),%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
mov    %r10,%rdi
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    %r12d,-0x78(%rbp)
mov    %r14d,-0x54(%rbp)
cmp    %r13d,%r14d
mov    -0x48(%rbp),%r9
jle    11f6 <merge+0xe6>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movslq -0x70(%rbp),%r11
movslq %r8d,%r12
lea    (%rbx,%r13,1),%eax
mov    %eax,-0x74(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    %eax,%ebx
mov    %rbx,-0x80(%rbp)
xor    %r15d,%r15d
xor    %ebx,%ebx
mov    %eax,%r14d
mov    %r13,-0x68(%rbp)
mov    %r11,-0x50(%rbp)
jmp    1229 <merge+0x119>
nop
mov    -0x68(%rbp),%r13
cmp    %r13d,%r14d
jg     11e7 <merge+0xd7>
cmp    -0x70(%rbp),%r15d
setg   %al
setle  %cl
jg     1289 <merge+0x179>
cmp    %r8d,%ebx
jge    1289 <merge+0x179>
movslq %ebx,%rcx
mov    (%r10,%rcx,4),%ecx
movslq %r15d,%r15
movslq %r14d,%r14
mov    (%r9,%r15,4),%edx
cmp    %ecx,%edx
jg     1287 <merge+0x177>
add    $0x1,%r15
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    -0x1(%r15),%rax
mov    %edx,(%rdi,%r14,4)
cmp    %r11,%rax
jge    1364 <merge+0x254>
mov    (%r9,%r15,4),%edx
add    $0x1,%r15
add    $0x1,%r14
cmp    %ecx,%edx
jle    1260 <merge+0x150>
add    $0xffffffffffffffff,%r15
xor    %eax,%eax
mov    $0x1,%cl
test   %cl,%cl
je     12b9 <merge+0x1a9>
cmp    %r8d,%ebx
jge    12b9 <merge+0x1a9>
movslq %r15d,%rcx
mov    (%r9,%rcx,4),%ecx
movslq %ebx,%rbx
movslq %r14d,%r14
nop
mov    (%r10,%rbx,4),%edx
cmp    %edx,%ecx
jl     12b9 <merge+0x1a9>
mov    %edx,(%rdi,%r14,4)
add    $0x1,%rbx
add    $0x1,%r14
cmp    %r12,%rbx
jl     12a0 <merge+0x190>
test   %al,%al
je     1414 <merge+0x304>
cmp    %r8d,%ebx
jge    1414 <merge+0x304>
movslq %r14d,%r14
lea    (%rdi,%r14,4),%rdi
movslq %ebx,%r13
lea    (%r10,%r13,4),%rsi
mov    -0x74(%rbp),%eax
sub    %ebx,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    0x1(%r13),%rax
cmp    %rax,%r12
cmovg  %r12,%rax
sub    %r13,%rax
cmp    $0x4,%rax
jae    1320 <merge+0x210>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x48(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x50(%rbp),%r11
jmp    1400 <merge+0x2f0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rax,%rcx
and    $0xfffffffffffffffc,%rcx
movq   %r14,%xmm0
lea    -0x4(%rcx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
shr    $0x2,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %esi,%edx
and    $0x7,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
cmp    $0x1c,%rdi
jae    1377 <merge+0x267>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x48(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x50(%rbp),%r11
pcmpeqd %xmm2,%xmm2
jmp    13be <merge+0x2ae>
add    $0x1,%r14d
mov    $0x1,%al
test   %al,%al
jne    12c1 <merge+0x1b1>
jmp    1414 <merge+0x304>
movabs $0x7ffffffffffffff8,%rdi
ff ff 7f
and    %rdi,%rsi
pxor   %xmm1,%xmm1
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x48(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x50(%rbp),%r11
pcmpeqd %xmm2,%xmm2
movdqa 0xc58(%rip),%xmm3
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
paddq  %xmm3,%xmm0
paddq  %xmm3,%xmm1
add    $0xfffffffffffffff8,%rsi
jne    13b0 <merge+0x2a0>
test   %rdx,%rdx
je     13de <merge+0x2ce>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
psubq  %xmm2,%xmm0
psubq  %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
jne    13d0 <merge+0x2c0>
paddq  %xmm1,%xmm0
add    %rcx,%r13
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%r14
cmp    %rcx,%rax
je     140d <merge+0x2fd>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r13
add    $0x1,%r14
cmp    %r12,%r13
jl     1400 <merge+0x2f0>
mov    %r13d,%ebx
mov    -0x68(%rbp),%r13
cmp    %r8d,%ebx
jl     1224 <merge+0x114>
mov    -0x70(%rbp),%rax
sub    %r15d,%eax
jl     1224 <merge+0x114>
movslq %r14d,%r14
lea    (%rdi,%r14,4),%rdi
movslq %r15d,%r13
lea    (%r9,%r13,4),%rsi
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    -0x54(%rbp),%r15d
mov    -0x78(%rbp),%eax
sub    %r15d,%eax
cmp    $0x3,%eax
jae    1480 <merge+0x370>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x60(%rbp),%r15
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x48(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x50(%rbp),%r11
jmp    154c <merge+0x43c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rax
mov    %rax,%rcx
and    $0xfffffffffffffffc,%rcx
movq   %r14,%xmm0
lea    -0x4(%rcx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
shr    $0x2,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %esi,%edx
and    $0x7,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
cmp    $0x1c,%rdi
pcmpeqd %xmm2,%xmm2
jae    14cc <merge+0x3bc>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x60(%rbp),%r15
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x48(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x50(%rbp),%r11
jmp    150e <merge+0x3fe>
movabs $0x7ffffffffffffff8,%rdi
ff ff 7f
and    %rdi,%rsi
pxor   %xmm1,%xmm1
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x60(%rbp),%r15
mov    -0x38(%rbp),%r8
mov    -0x48(%rbp),%r9
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    -0x50(%rbp),%r11
movdqa 0xb03(%rip),%xmm3
nopl   (%rax)
paddq  %xmm3,%xmm0
paddq  %xmm3,%xmm1
add    $0xfffffffffffffff8,%rsi
jne    1500 <merge+0x3f0>
test   %rdx,%rdx
je     152e <merge+0x41e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
psubq  %xmm2,%xmm0
psubq  %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
jne    1520 <merge+0x410>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%r14
cmp    %rcx,%rax
je     1220 <merge+0x110>
add    %rcx,%r13
add    -0x80(%rbp),%r13d
xor    %eax,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cmp    %eax,%r13d
jne    1560 <merge+0x450>
sub    %rax,%r14
jmp    1220 <merge+0x110>

LLVM IR (-O0):
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%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 i8*
%15 = alloca i64
%16 = alloca i64
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%17 = load i32, i32* %6
store i32 %17, i32* %11
%18 = load i32, i32* %7
%19 = load i32, i32* %6
%20 = sub nsw i32 %18, %19
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %12
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sub nsw i32 %22, %23
store i32 %24, i32* %13
%25 = load i32, i32* %12
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %27, i8** %14
%28 = alloca i32, i64 %26
store i64 %26, i64* %15
%29 = load i32, i32* %13
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = alloca i32, i64 %30
store i64 %30, i64* %16
store i32 0, i32* %9
br label %32
32: ; preds = %48, %4
%33 = load i32, i32* %9
%34 = load i32, i32* %12
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %51
36: ; preds = %32
%37 = load i32*, i32** %5
%38 = load i32, i32* %9
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %6
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32, i32* %9
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %46
store i32 %44, i32* %47
br label %48
48: ; preds = %36
%49 = load i32, i32* %9
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %9
br label %32
51: ; preds = %32
store i32 0, i32* %10
br label %52
52: ; preds = %69, %51
%53 = load i32, i32* %10
%54 = load i32, i32* %13
%55 = icmp slt i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %72
56: ; preds = %52
%57 = load i32*, i32** %5
%58 = load i32, i32* %10
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
%61 = load i32, i32* %7
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 1
%65 = load i32, i32* %64
%66 = load i32, i32* %10
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %67
store i32 %65, i32* %68
br label %69
69: ; preds = %56
%70 = load i32, i32* %10
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %10
br label %52
72: ; preds = %52
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %73
73: ; preds = %191, %72
%74 = load i32, i32* %11
%75 = load i32, i32* %8
%76 = icmp sle i32 %74, %75
br i1 %76, label %77, label %192
77: ; preds = %73
br label %78
78: ; preds = %98, %77
%79 = load i32, i32* %9
%80 = load i32, i32* %12
%81 = icmp slt i32 %79, %80
br i1 %81, label %82, label %96
82: ; preds = %78
%83 = load i32, i32* %10
%84 = load i32, i32* %13
%85 = icmp slt i32 %83, %84
br i1 %85, label %86, label %96
86: ; preds = %82
%87 = load i32, i32* %9
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = load i32, i32* %10
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %92
%94 = load i32, i32* %93
%95 = icmp sle i32 %90, %94
br label %96
96: ; preds = %86, %82, %78
%97 = phi i1 [ false, %82 ], [ false, %78 ], [ %95, %86 ]
br i1 %97, label %98, label %111
98: ; preds = %96
%99 = load i32, i32* %9
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %100
%102 = load i32, i32* %101
%103 = load i32*, i32** %5
%104 = load i32, i32* %11
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 %105
store i32 %102, i32* %106
%107 = load i32, i32* %9
%108 = add nsw i32 %107, 1
store i32 %108, i32* %9
%109 = load i32, i32* %11
%110 = add nsw i32 %109, 1
store i32 %110, i32* %11
br label %78
111: ; preds = %96
br label %112
112: ; preds = %132, %111
%113 = load i32, i32* %9
%114 = load i32, i32* %12
%115 = icmp slt i32 %113, %114
br i1 %115, label %116, label %130
116: ; preds = %112
%117 = load i32, i32* %10
%118 = load i32, i32* %13
%119 = icmp slt i32 %117, %118
br i1 %119, label %120, label %130
120: ; preds = %116
%121 = load i32, i32* %9
%122 = sext i32 %121 to i64
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %122
%124 = load i32, i32* %123
%125 = load i32, i32* %10
%126 = sext i32 %125 to i64
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %126
%128 = load i32, i32* %127
%129 = icmp sge i32 %124, %128
br label %130
130: ; preds = %120, %116, %112
%131 = phi i1 [ false, %116 ], [ false, %112 ], [ %129, %120 ]
br i1 %131, label %132, label %145
132: ; preds = %130
%133 = load i32, i32* %10
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %134
%136 = load i32, i32* %135
%137 = load i32*, i32** %5
%138 = load i32, i32* %11
%139 = sext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds i32, i32* %137, i64 %139
store i32 %136, i32* %140
%141 = load i32, i32* %10
%142 = add nsw i32 %141, 1
store i32 %142, i32* %10
%143 = load i32, i32* %11
%144 = add nsw i32 %143, 1
store i32 %144, i32* %11
br label %112
145: ; preds = %130
%146 = load i32, i32* %9
%147 = load i32, i32* %12
%148 = icmp sge i32 %146, %147
br i1 %148, label %149, label %168
149: ; preds = %145
br label %150
150: ; preds = %154, %149
%151 = load i32, i32* %10
%152 = load i32, i32* %13
%153 = icmp slt i32 %151, %152
br i1 %153, label %154, label %167
154: ; preds = %150
%155 = load i32, i32* %10
%156 = sext i32 %155 to i64
%157 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %156
%158 = load i32, i32* %157
%159 = load i32*, i32** %5
%160 = load i32, i32* %11
%161 = sext i32 %160 to i64
%162 = getelementptr inbounds i32, i32* %159, i64 %161
store i32 %158, i32* %162
%163 = load i32, i32* %10
%164 = add nsw i32 %163, 1
store i32 %164, i32* %10
%165 = load i32, i32* %11
%166 = add nsw i32 %165, 1
store i32 %166, i32* %11
br label %150
167: ; preds = %150
br label %168
168: ; preds = %167, %145
%169 = load i32, i32* %10
%170 = load i32, i32* %13
%171 = icmp sge i32 %169, %170
br i1 %171, label %172, label %191
172: ; preds = %168
br label %173
173: ; preds = %177, %172
%174 = load i32, i32* %9
%175 = load i32, i32* %12
%176 = icmp slt i32 %174, %175
br i1 %176, label %177, label %190
177: ; preds = %173
%178 = load i32, i32* %9
%179 = sext i32 %178 to i64
%180 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %179
%181 = load i32, i32* %180
%182 = load i32*, i32** %5
%183 = load i32, i32* %11
%184 = sext i32 %183 to i64
%185 = getelementptr inbounds i32, i32* %182, i64 %184
store i32 %181, i32* %185
%186 = load i32, i32* %9
%187 = add nsw i32 %186, 1
store i32 %187, i32* %9
%188 = load i32, i32* %11
%189 = add nsw i32 %188, 1
store i32 %189, i32* %11
br label %173
190: ; preds = %173
br label %191
191: ; preds = %190, %168
br label %73
192: ; preds = %73
%193 = load i8*, i8** %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sub i32 %2, %1
%6 = add nsw i32 %5, 1
%7 = sub nsw i32 %3, %2
%8 = zext i32 %6 to i64
%9 = alloca i32, i64 %8
%10 = zext i32 %7 to i64
%11 = alloca i32, i64 %10
%12 = bitcast i32* %11 to i8*
%13 = icmp slt i32 %5, 0
br i1 %13, label %23, label %14
14: ; preds = %4
%15 = bitcast i32* %9 to i8*
%16 = sext i32 %1 to i64
%17 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %16
%18 = bitcast i32* %17 to i8*
%19 = add i32 %2, 1
%20 = sub i32 %19, %1
%21 = zext i32 %20 to i64
%22 = shl nuw nsw i64 %21, 2
br label %23
23: ; preds = %14, %4
%24 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %24, label %25, label %35
25: ; preds = %23
%26 = sext i32 %2 to i64
%27 = add nsw i64 %26, 1
%28 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %27
%29 = bitcast i32* %28 to i8*
%30 = xor i32 %2, -1
%31 = add i32 %30, %3
%32 = zext i32 %31 to i64
%33 = shl nuw nsw i64 %32, 2
%34 = add nuw nsw i64 %33, 4
br label %35
35: ; preds = %25, %23
%36 = icmp sgt i32 %1, %3
br i1 %36, label %264, label %37
37: ; preds = %35
%38 = sext i32 %5 to i64
%39 = sext i32 %7 to i64
%40 = xor i32 %2, -1
%41 = add i32 %40, %3
%42 = add i32 %2, 1
%43 = sub i32 %42, %1
br label %44
44: ; preds = %37, %260
%45 = phi i32 [ %262, %260 ], [ 0, %37 ]
%46 = phi i32 [ %188, %260 ], [ 0, %37 ]
%47 = phi i32 [ %261, %260 ], [ %1, %37 ]
%48 = icmp slt i32 %46, %7
%49 = icmp sgt i32 %45, %5
%50 = xor i1 %49, true
%51 = select i1 %50, i1 %48, i1 false
br i1 %51, label %52, label %83
52: ; preds = %44
%53 = sext i32 %46 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = sext i32 %45 to i64
%57 = sext i32 %47 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %56
%59 = load i32, i32* %58
%60 = icmp sgt i32 %59, %55
br i1 %60, label %77, label %65
61: ; preds = %65
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %72
%63 = load i32, i32* %62
%64 = icmp sgt i32 %63, %55
br i1 %64, label %77, label %65
65: ; preds = %52, %61
%66 = phi i32 [ %63, %61 ], [ %59, %52 ]
%67 = phi i32 [ %75, %61 ], [ %47, %52 ]
%68 = phi i32 [ %73, %61 ], [ %45, %52 ]
%69 = phi i64 [ %72, %61 ], [ %56, %52 ]
%70 = phi i64 [ %74, %61 ], [ %57, %52 ]
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %70
store i32 %66, i32* %71
%72 = add i64 %69, 1
%73 = add nsw i32 %68, 1
%74 = add i64 %70, 1
%75 = add nsw i32 %67, 1
%76 = icmp slt i64 %69, %38
br i1 %76, label %61, label %111
77: ; preds = %61, %52
%78 = phi i64 [ %57, %52 ], [ %74, %61 ]
%79 = phi i64 [ %56, %52 ], [ %72, %61 ]
%80 = phi i1 [ %49, %52 ], [ false, %61 ]
%81 = trunc i64 %79 to i32
%82 = trunc i64 %78 to i32
br label %83
83: ; preds = %77, %44
%84 = phi i32 [ %47, %44 ], [ %82, %77 ]
%85 = phi i32 [ %45, %44 ], [ %81, %77 ]
%86 = phi i1 [ %49, %44 ], [ %80, %77 ]
%87 = phi i1 [ %50, %44 ], [ true, %77 ]
%88 = select i1 %87, i1 %48, i1 false
br i1 %88, label %89, label %111
89: ; preds = %83
%90 = sext i32 %85 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = sext i32 %46 to i64
%94 = sext i32 %84 to i64
br label %95
95: ; preds = %89, %101
%96 = phi i64 [ %94, %89 ], [ %104, %101 ]
%97 = phi i64 [ %93, %89 ], [ %103, %101 ]
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = icmp slt i32 %92, %99
br i1 %100, label %106, label %101
101: ; preds = %95
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %96
store i32 %99, i32* %102
%103 = add nsw i64 %97, 1
%104 = add nsw i64 %96, 1
%105 = icmp slt i64 %103, %39
br i1 %105, label %95, label %106
106: ; preds = %101, %95
%107 = phi i64 [ %96, %95 ], [ %104, %101 ]
%108 = phi i64 [ %97, %95 ], [ %103, %101 ]
%109 = trunc i64 %108 to i32
%110 = trunc i64 %107 to i32
br label %111
111: ; preds = %65, %106, %83
%112 = phi i1 [ %86, %83 ], [ %86, %106 ], [ true, %65 ]
%113 = phi i32 [ %85, %83 ], [ %85, %106 ], [ %73, %65 ]
%114 = phi i32 [ %84, %83 ], [ %110, %106 ], [ %75, %65 ]
%115 = phi i32 [ %46, %83 ], [ %109, %106 ], [ %46, %65 ]
%116 = icmp slt i32 %115, %7
%117 = select i1 %112, i1 %116, i1 false
br i1 %117, label %118, label %186
118: ; preds = %111
%119 = sext i32 %114 to i64
%120 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %119
%121 = bitcast i32* %120 to i8*
%122 = sext i32 %115 to i64
%123 = getelementptr i32, i32* %11, i64 %122
%124 = bitcast i32* %123 to i8*
%125 = sub i32 %41, %115
%126 = zext i32 %125 to i64
%127 = shl nuw nsw i64 %126, 2
%128 = add nuw nsw i64 %127, 4
%129 = add nsw i64 %122, 1
%130 = call i64 @llvm.smax.i64(i64 %39, i64 %129)
%131 = sub i64 %130, %122
%132 = icmp ult i64 %131, 4
br i1 %132, label %172, label %133
133: ; preds = %118
%134 = and i64 %131, -4
%135 = add i64 %134, %122
%136 = insertelement <2 x i64> <i64 poison, i64 0>, i64 %119, i64 0
%137 = add i64 %134, -4
%138 = lshr exact i64 %137, 2
%139 = add nuw nsw i64 %138, 1
%140 = and i64 %139, 7
%141 = icmp ult i64 %137, 28
br i1 %141, label %152, label %142
142: ; preds = %133
%143 = and i64 %139, 9223372036854775800
br label %144
144: ; preds = %144, %142
%145 = phi <2 x i64> [ %136, %142 ], [ %148, %144 ]
%146 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %142 ], [ %149, %144 ]
%147 = phi i64 [ 0, %142 ], [ %150, %144 ]
%148 = add <2 x i64> %145, <i64 8, i64 8>
%149 = add <2 x i64> %146, <i64 8, i64 8>
%150 = add i64 %147, 8
%151 = icmp eq i64 %150, %143
br i1 %151, label %152, label %144
152: ; preds = %144, %133
%153 = phi <2 x i64> [ undef, %133 ], [ %148, %144 ]
%154 = phi <2 x i64> [ undef, %133 ], [ %149, %144 ]
%155 = phi <2 x i64> [ %136, %133 ], [ %148, %144 ]
%156 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %133 ], [ %149, %144 ]
%157 = icmp eq i64 %140, 0
br i1 %157, label %166, label %158
158: ; preds = %152, %158
%159 = phi <2 x i64> [ %162, %158 ], [ %155, %152 ]
%160 = phi <2 x i64> [ %163, %158 ], [ %156, %152 ]
%161 = phi i64 [ %164, %158 ], [ 0, %152 ]
%162 = add <2 x i64> %159, <i64 1, i64 1>
%163 = add <2 x i64> %160, <i64 1, i64 1>
%164 = add i64 %161, 1
%165 = icmp eq i64 %164, %140
br i1 %165, label %166, label %158
166: ; preds = %158, %152
%167 = phi <2 x i64> [ %153, %152 ], [ %162, %158 ]
%168 = phi <2 x i64> [ %154, %152 ], [ %163, %158 ]
%169 = add <2 x i64> %168, %167
%170 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %169)
%171 = icmp eq i64 %131, %134
br i1 %171, label %181, label %172
172: ; preds = %118, %166
%173 = phi i64 [ %119, %118 ], [ %170, %166 ]
%174 = phi i64 [ %122, %118 ], [ %135, %166 ]
br label %175
175: ; preds = %172, %175
%176 = phi i64 [ %179, %175 ], [ %173, %172 ]
%177 = phi i64 [ %178, %175 ], [ %174, %172 ]
%178 = add nsw i64 %177, 1
%179 = add nsw i64 %176, 1
%180 = icmp slt i64 %178, %39
br i1 %180, label %175, label %181
181: ; preds = %175, %166
%182 = phi i64 [ %135, %166 ], [ %178, %175 ]
%183 = phi i64 [ %170, %166 ], [ %179, %175 ]
%184 = trunc i64 %183 to i32
%185 = trunc i64 %182 to i32
br label %186
186: ; preds = %181, %111
%187 = phi i32 [ %114, %111 ], [ %184, %181 ]
%188 = phi i32 [ %115, %111 ], [ %185, %181 ]
%189 = icmp slt i32 %188, %7
%190 = icmp slt i32 %5, %113
%191 = select i1 %189, i1 true, i1 %190
br i1 %191, label %260, label %192
192: ; preds = %186
%193 = sext i32 %187 to i64
%194 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %193
%195 = bitcast i32* %194 to i8*
%196 = sext i32 %113 to i64
%197 = getelementptr i32, i32* %9, i64 %196
%198 = bitcast i32* %197 to i8*
%199 = sub i32 %5, %113
%200 = zext i32 %199 to i64
%201 = shl nuw nsw i64 %200, 2
%202 = add nuw nsw i64 %201, 4
%203 = add i32 %113, %1
%204 = sub i32 %2, %203
%205 = zext i32 %204 to i64
%206 = add nuw nsw i64 %205, 1
%207 = icmp ult i32 %204, 3
br i1 %207, label %247, label %208
208: ; preds = %192
%209 = and i64 %206, 8589934588
%210 = add nsw i64 %209, %196
%211 = insertelement <2 x i64> <i64 poison, i64 0>, i64 %193, i64 0
%212 = add nsw i64 %209, -4
%213 = lshr exact i64 %212, 2
%214 = add nuw nsw i64 %213, 1
%215 = and i64 %214, 7
%216 = icmp ult i64 %212, 28
br i1 %216, label %227, label %217
217: ; preds = %208
%218 = and i64 %214, 9223372036854775800
br label %219
219: ; preds = %219, %217
%220 = phi <2 x i64> [ %211, %217 ], [ %223, %219 ]
%221 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %217 ], [ %224, %219 ]
%222 = phi i64 [ 0, %217 ], [ %225, %219 ]
%223 = add <2 x i64> %220, <i64 8, i64 8>
%224 = add <2 x i64> %221, <i64 8, i64 8>
%225 = add i64 %222, 8
%226 = icmp eq i64 %225, %218
br i1 %226, label %227, label %219
227: ; preds = %219, %208
%228 = phi <2 x i64> [ undef, %208 ], [ %223, %219 ]
%229 = phi <2 x i64> [ undef, %208 ], [ %224, %219 ]
%230 = phi <2 x i64> [ %211, %208 ], [ %223, %219 ]
%231 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %208 ], [ %224, %219 ]
%232 = icmp eq i64 %215, 0
br i1 %232, label %241, label %233
233: ; preds = %227, %233
%234 = phi <2 x i64> [ %237, %233 ], [ %230, %227 ]
%235 = phi <2 x i64> [ %238, %233 ], [ %231, %227 ]
%236 = phi i64 [ %239, %233 ], [ 0, %227 ]
%237 = add <2 x i64> %234, <i64 1, i64 1>
%238 = add <2 x i64> %235, <i64 1, i64 1>
%239 = add i64 %236, 1
%240 = icmp eq i64 %239, %215
br i1 %240, label %241, label %233
241: ; preds = %233, %227
%242 = phi <2 x i64> [ %228, %227 ], [ %237, %233 ]
%243 = phi <2 x i64> [ %229, %227 ], [ %238, %233 ]
%244 = add <2 x i64> %243, %242
%245 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %244)
%246 = icmp eq i64 %206, %209
br i1 %246, label %257, label %247
247: ; preds = %192, %241
%248 = phi i64 [ %193, %192 ], [ %245, %241 ]
%249 = phi i64 [ %196, %192 ], [ %210, %241 ]
br label %250
250: ; preds = %247, %250
%251 = phi i64 [ %254, %250 ], [ %248, %247 ]
%252 = phi i64 [ %253, %250 ], [ %249, %247 ]
%253 = add nsw i64 %252, 1
%254 = add nsw i64 %251, 1
%255 = trunc i64 %253 to i32
%256 = icmp eq i32 %43, %255
br i1 %256, label %257, label %250
257: ; preds = %250, %241
%258 = phi i64 [ %245, %241 ], [ %254, %250 ]
%259 = trunc i64 %258 to i32
br label %260
260: ; preds = %257, %186
%261 = phi i32 [ %187, %186 ], [ %259, %257 ]
%262 = phi i32 [ %113, %186 ], [ %43, %257 ]
%263 = icmp sgt i32 %261, %3
br i1 %263, label %264, label %44
264: ; preds = %260, %35
ret void
}