#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 */
scalar_t__ compare(char *, char *);
char *malloc(size_t);
int /*<<< orphan*/ memcpy(char *, char *, size_t);
void merge(void *low, void *mid, void *high, size_t width,
           int (*comp)(const void *, const void *)) {
  size_t nl = (char *)mid - (char *)low + width;
  size_t nr = (char *)high - (char *)mid + width;
  char *left = malloc(nl + width);
  char *right = malloc(nr + width);
  memcpy(left, low, nl);
  memcpy(right, mid, nr);
  int i = 0, j = 0, k = 0;
  char *clow = (char *)low;
  while (i < nl / width && j < nr / width) {
    if (compare(left + i * width, right + j * width) < 0) {
      memcpy(clow + k * width, left + i * width, width);
      ++k;
      ++i;
    } else {
      memcpy(clow + k * width, right + j * width, width);
      ++k;
      ++j;
    }
  }
  if (i == nl / width) {
    memcpy(clow + k * width, right + j * width, nl + nr - k * width);
  } else {
    memcpy(clow + k * width, left + i * width, nr + nl - k * width);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
add    -0x20(%rbp),%rdi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
add    -0x20(%rbp),%rdi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x30(%rbp),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x38(%rbp),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
movl   $0x0,-0x4c(%rbp)
movl   $0x0,-0x50(%rbp)
movl   $0x0,-0x54(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%rax
xor    %edx,%edx
divq   -0x20(%rbp)
mov    %rax,%rdx
xor    %eax,%eax
cmp    %rdx,%rcx
mov    %al,-0x61(%rbp)
jae    1219 <merge+0xe9>
movslq -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x20(%rbp)
mov    %rax,%rcx
mov    -0x70(%rbp),%rax
cmp    %rcx,%rax
setb   %al
mov    %al,-0x61(%rbp)
mov    -0x61(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1229 <merge+0xf9>
jmp    12d8 <merge+0x1a8>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
movslq -0x4c(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x48(%rbp),%rsi
movslq -0x50(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
call   1050 <compare@plt>
cmp    $0x0,%rax
jge    1298 <merge+0x168>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
movslq -0x54(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
movslq -0x4c(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    12d3 <merge+0x1a3>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
movslq -0x54(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x48(%rbp),%rsi
movslq -0x50(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
jmp    11d6 <merge+0xa6>
movslq -0x4c(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x20(%rbp)
mov    %rax,%rcx
mov    -0x78(%rbp),%rax
cmp    %rcx,%rax
jne    133a <merge+0x20a>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
movslq -0x54(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x48(%rbp),%rsi
movslq -0x50(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x30(%rbp),%rdx
add    -0x38(%rbp),%rdx
movslq -0x54(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
sub    %rax,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
jmp    1373 <merge+0x243>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
movslq -0x54(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
movslq -0x4c(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x38(%rbp),%rdx
add    -0x30(%rbp),%rdx
movslq -0x54(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
sub    %rax,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x80,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x48,%rsp
mov    %rcx,%rbx
mov    %rdx,%r14
mov    %rdi,%r13
mov    %rsi,0x8(%rsp)
mov    %rsi,%r15
sub    %rdi,%r15
add    %rcx,%r15
sub    %rsi,%r14
add    %rcx,%r14
lea    (%r15,%rcx,1),%rdi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbp
lea    (%r14,%rbx,1),%rdi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
mov    %rbp,0x28(%rsp)
mov    %rbp,%rdi
mov    %r13,%rbp
mov    %r13,%rsi
mov    %r15,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    %r12,0x20(%rsp)
mov    %r12,%rdi
mov    0x8(%rsp),%rsi
mov    %r14,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    %r15,%rax
or     %rbx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11b4 <merge+0x84>
mov    %r15,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rbx
jmp    11bb <merge+0x8b>
mov    %r15d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebx
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %rbp,%rdi
cmp    %rbx,%r15
jae    11d3 <merge+0xa3>
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
xor    %ebp,%ebp
jmp    12a0 <merge+0x170>
mov    %r14,%rax
or     %rbx,%rax
shr    $0x20,%rax
mov    %r14,0x40(%rsp)
mov    %r15,0x30(%rsp)
je     11f3 <merge+0xc3>
mov    %r14,%rax
xor    %edx,%edx
div    %rbx
jmp    11fa <merge+0xca>
mov    %r14d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebx
mov    %rax,0x18(%rsp)
xor    %r15d,%r15d
mov    %rdi,0x38(%rsp)
mov    %rdi,%r12
xor    %ebp,%ebp
xor    %r13d,%r13d
xor    %ecx,%ecx
jmp    1244 <merge+0x114>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r14,%rsi
mov    %rbx,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    0x8(%rsp),%rcx
add    $0x1,%ecx
add    $0x1,%r15
movslq %r13d,%rbp
add    %rbx,%r12
cmp    %rbp,0x10(%rsp)
jbe    128e <merge+0x15e>
movslq %ecx,%r14
cmp    %r14,0x18(%rsp)
jbe    128e <merge+0x15e>
mov    %rcx,0x8(%rsp)
imul   %rbx,%rbp
add    0x28(%rsp),%rbp
imul   %rbx,%r14
add    0x20(%rsp),%r14
mov    %rbp,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1050 <compare@plt>
mov    %r12,%rdi
test   %rax,%rax
jns    1220 <merge+0xf0>
mov    %rbp,%rsi
mov    %rbx,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0x1,%r13d
mov    0x8(%rsp),%rcx
jmp    1233 <merge+0x103>
mov    %r15d,%eax
mov    0x40(%rsp),%r14
mov    0x38(%rsp),%rdi
mov    0x30(%rsp),%r15
imul   %rbx,%rax
add    %rax,%rdi
cmp    %rbp,0x10(%rsp)
movslq %ecx,%rsi
cmovne %rbp,%rsi
mov    0x28(%rsp),%rcx
cmove  0x20(%rsp),%rcx
imul   %rbx,%rsi
add    %rcx,%rsi
add    %r15,%r14
sub    %rax,%r14
mov    %r14,%rdx
add    $0x48,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <memcpy@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i8* %0, i8* %1, i8* %2, i64 %3, i32 (i8*, i8*)* nocapture readnone %4) {
%6 = ptrtoint i8* %1 to i64
%7 = ptrtoint i8* %0 to i64
%8 = sub i64 %6, %7
%9 = add i64 %8, %3
%10 = ptrtoint i8* %2 to i64
%11 = sub i64 %10, %6
%12 = add i64 %11, %3
%13 = add i64 %9, %3
%14 = tail call i8* @malloc(i64 %13)
%15 = add i64 %12, %3
%16 = tail call i8* @malloc(i64 %15)
%17 = tail call i32 @memcpy(i8* %14, i8* %0, i64 %9)
%18 = tail call i32 @memcpy(i8* %16, i8* %1, i64 %12)
%19 = udiv i64 %9, %3
%20 = icmp ult i64 %9, %3
br i1 %20, label %56, label %21
21: ; preds = %5
%22 = udiv i64 %12, %3
br label %23
23: ; preds = %21, %45
%24 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %48, %45 ]
%25 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %49, %45 ]
%26 = phi i32 [ 0, %21 ], [ %47, %45 ]
%27 = phi i32 [ 0, %21 ], [ %46, %45 ]
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = icmp ugt i64 %22, %28
br i1 %29, label %30, label %51
30: ; preds = %23
%31 = mul i64 %25, %3
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %31
%33 = mul i64 %28, %3
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %16, i64 %33
%35 = tail call i64 @compare(i8* %32, i8* %34)
%36 = icmp slt i64 %35, 0
%37 = mul i64 %24, %3
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %37
br i1 %36, label %39, label %42
39: ; preds = %30
%40 = tail call i32 @memcpy(i8* %38, i8* %32, i64 %3)
%41 = add nsw i32 %26, 1
br label %45
42: ; preds = %30
%43 = tail call i32 @memcpy(i8* %38, i8* %34, i64 %3)
%44 = add nsw i32 %27, 1
br label %45
45: ; preds = %42, %39
%46 = phi i32 [ %27, %39 ], [ %44, %42 ]
%47 = phi i32 [ %41, %39 ], [ %26, %42 ]
%48 = add nuw i64 %24, 1
%49 = sext i32 %47 to i64
%50 = icmp ugt i64 %19, %49
br i1 %50, label %23, label %51
51: ; preds = %45, %23
%52 = phi i32 [ %27, %23 ], [ %46, %45 ]
%53 = phi i64 [ %24, %23 ], [ %48, %45 ]
%54 = phi i64 [ %25, %23 ], [ %49, %45 ]
%55 = and i64 %53, 4294967295
br label %56
56: ; preds = %51, %5
%57 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %52, %51 ]
%58 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %55, %51 ]
%59 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %54, %51 ]
%60 = icmp eq i64 %19, %59
%61 = mul i64 %58, %3
%62 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %61
%63 = sext i32 %57 to i64
%64 = select i1 %60, i64 %63, i64 %59
%65 = select i1 %60, i8* %16, i8* %14
%66 = mul i64 %64, %3
%67 = getelementptr inbounds i8, i8* %65, i64 %66
%68 = add i64 %12, %9
%69 = sub i64 %68, %61
%70 = tail call i32 @memcpy(i8* %62, i8* %67, i64 %69)
ret void
}