void merge(int a[], int start, int n) {
  int t[n], k, i, j;
  i = start;
  j = start + n / 2;
  int l_i = start + n / 2;
  int l_j = start + start + n;
  for (k = 0; k < n; k++) {
    if (i < l_i && j < l_j) {
      if (a[i] <= a[j]) {
        t[k] = a[i];
        i++;
      } else {
        t[k] = a[j];
        j++;
      }
    } else if (i == l_i) {
      t[k] = a[j];
      j++;
    } else {
      t[k] = a[i];
      i++;
    }
  }
  for (k = 0; k < n; k++) {
    a[start + k] = t[k];
  }
}


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    -0x10(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1277 <merge+0x177>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jge    1210 <merge+0x110>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    1210 <merge+0x110>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11ec <merge+0xec>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    120b <merge+0x10b>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1264 <merge+0x164>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jne    1240 <merge+0x140>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    125f <merge+0x15f>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1264 <merge+0x164>
jmp    1269 <merge+0x169>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1188 <merge+0x88>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    12b3 <merge+0x1b3>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    -0x24(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    127e <merge+0x17e>
mov    -0x18(%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   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r8d
mov    %edx,%edx
mov    %rsp,%r10
lea    0xf(,%rdx,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r10
mov    %r10,%rsp
test   %r8d,%r8d
jle    11de <merge+0xce>
mov    %r8d,%r11d
shr    $0x1f,%r11d
add    %r8d,%r11d
sar    %r11d
add    %esi,%r11d
lea    (%r8,%rsi,2),%r9d
xor    %eax,%eax
mov    %esi,%ebx
mov    %r11d,%r14d
jmp    1176 <merge+0x66>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ebx,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
mov    %ecx,(%r10,%rax,4)
add    $0x1,%ebx
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rdx
je     11c6 <merge+0xb6>
cmp    %r11d,%ebx
jge    11a0 <merge+0x90>
cmp    %r9d,%r14d
jge    11a0 <merge+0x90>
movslq %ebx,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%r15d
movslq %r14d,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
cmp    %ecx,%r15d
jle    11c0 <merge+0xb0>
mov    %ecx,(%r10,%rax,4)
add    $0x1,%r14d
jmp    116d <merge+0x5d>
nopl   0x0(%rax)
cmp    %r11d,%ebx
jne    1160 <merge+0x50>
movslq %r14d,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
mov    %ecx,(%r10,%rax,4)
add    $0x1,%r14d
mov    %r11d,%ebx
jmp    116d <merge+0x5d>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r15d,(%r10,%rax,4)
jmp    116a <merge+0x5a>
test   %r8d,%r8d
jle    11de <merge+0xce>
movslq %esi,%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%rdi
shl    $0x2,%rdx
mov    %r10,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x18(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%14 = load i32, i32* %6
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %16, i8** %7
%17 = alloca i32, i64 %15
store i64 %15, i64* %8
%18 = load i32, i32* %5
store i32 %18, i32* %10
%19 = load i32, i32* %5
%20 = load i32, i32* %6
%21 = sdiv i32 %20, 2
%22 = add nsw i32 %19, %21
store i32 %22, i32* %11
%23 = load i32, i32* %5
%24 = load i32, i32* %6
%25 = sdiv i32 %24, 2
%26 = add nsw i32 %23, %25
store i32 %26, i32* %12
%27 = load i32, i32* %5
%28 = load i32, i32* %5
%29 = add nsw i32 %27, %28
%30 = load i32, i32* %6
%31 = add nsw i32 %29, %30
store i32 %31, i32* %13
store i32 0, i32* %9
br label %32
32: ; preds = %107, %3
%33 = load i32, i32* %9
%34 = load i32, i32* %6
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %110
36: ; preds = %32
%37 = load i32, i32* %10
%38 = load i32, i32* %12
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %79
40: ; preds = %36
%41 = load i32, i32* %11
%42 = load i32, i32* %13
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %79
44: ; preds = %40
%45 = load i32*, i32** %4
%46 = load i32, i32* %10
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = load i32*, i32** %4
%51 = load i32, i32* %11
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = icmp sle i32 %49, %54
br i1 %55, label %56, label %67
56: ; preds = %44
%57 = load i32*, i32** %4
%58 = load i32, i32* %10
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = load i32, i32* %9
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %63
store i32 %61, i32* %64
%65 = load i32, i32* %10
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %10
br label %78
67: ; preds = %44
%68 = load i32*, i32** %4
%69 = load i32, i32* %11
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32, i32* %9
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %74
store i32 %72, i32* %75
%76 = load i32, i32* %11
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %11
br label %78
78: ; preds = %67, %56
br label %106
79: ; preds = %40, %36
%80 = load i32, i32* %10
%81 = load i32, i32* %12
%82 = icmp eq i32 %80, %81
br i1 %82, label %83, label %94
83: ; preds = %79
%84 = load i32*, i32** %4
%85 = load i32, i32* %11
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %86
%88 = load i32, i32* %87
%89 = load i32, i32* %9
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %90
store i32 %88, i32* %91
%92 = load i32, i32* %11
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %11
br label %105
94: ; preds = %79
%95 = load i32*, i32** %4
%96 = load i32, i32* %10
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = load i32, i32* %9
%101 = sext i32 %100 to i64
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %101
store i32 %99, i32* %102
%103 = load i32, i32* %10
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %10
br label %105
105: ; preds = %94, %83
br label %106
106: ; preds = %105, %78
br label %107
107: ; preds = %106
%108 = load i32, i32* %9
%109 = add nsw i32 %108, 1
store i32 %109, i32* %9
br label %32
110: ; preds = %32
store i32 0, i32* %9
br label %111
111: ; preds = %126, %110
%112 = load i32, i32* %9
%113 = load i32, i32* %6
%114 = icmp slt i32 %112, %113
br i1 %114, label %115, label %129
115: ; preds = %111
%116 = load i32, i32* %9
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %117
%119 = load i32, i32* %118
%120 = load i32*, i32** %4
%121 = load i32, i32* %5
%122 = load i32, i32* %9
%123 = add nsw i32 %121, %122
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 %124
store i32 %119, i32* %125
br label %126
126: ; preds = %115
%127 = load i32, i32* %9
%128 = add nsw i32 %127, 1
store i32 %128, i32* %9
br label %111
129: ; preds = %111
%130 = load i8*, i8** %7
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = zext i32 %2 to i64
%5 = alloca i32, i64 %4
%6 = bitcast i32* %5 to i8*
%7 = sdiv i32 %2, 2
%8 = add nsw i32 %7, %1
%9 = shl nsw i32 %1, 1
%10 = add nsw i32 %9, %2
%11 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %11, label %18, label %57
12: ; preds = %52
br i1 %11, label %13, label %57
13: ; preds = %12
%14 = sext i32 %1 to i64
%15 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %14
%16 = bitcast i32* %15 to i8*
%17 = shl nuw nsw i64 %4, 2
br label %57
18: ; preds = %3, %52
%19 = phi i64 [ %55, %52 ], [ 0, %3 ]
%20 = phi i32 [ %54, %52 ], [ %1, %3 ]
%21 = phi i32 [ %53, %52 ], [ %8, %3 ]
%22 = icmp slt i32 %20, %8
%23 = icmp slt i32 %21, %10
%24 = select i1 %22, i1 %23, i1 false
br i1 %24, label %25, label %38
25: ; preds = %18
%26 = sext i32 %20 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = sext i32 %21 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp sgt i32 %28, %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %19
br i1 %32, label %36, label %34
34: ; preds = %25
store i32 %28, i32* %33
%35 = add nsw i32 %20, 1
br label %52
36: ; preds = %25
store i32 %31, i32* %33
%37 = add nsw i32 %21, 1
br label %52
38: ; preds = %18
%39 = icmp eq i32 %20, %8
br i1 %39, label %40, label %46
40: ; preds = %38
%41 = sext i32 %21 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %19
store i32 %43, i32* %44
%45 = add nsw i32 %21, 1
br label %52
46: ; preds = %38
%47 = sext i32 %20 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %19
store i32 %49, i32* %50
%51 = add nsw i32 %20, 1
br label %52
52: ; preds = %36, %34, %46, %40
%53 = phi i32 [ %21, %34 ], [ %37, %36 ], [ %45, %40 ], [ %21, %46 ]
%54 = phi i32 [ %35, %34 ], [ %20, %36 ], [ %8, %40 ], [ %51, %46 ]
%55 = add nuw nsw i64 %19, 1
%56 = icmp eq i64 %55, %4
br i1 %56, label %12, label %18
57: ; preds = %3, %13, %12
ret void
}