#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*/ free(long long *);
long long *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *);
long long *merge(long long *left, long long *right, int l_end, int r_end) {
  int temp_off, l_off, r_off, size = l_end + r_end;
  long long *temp = malloc(sizeof(long long) * l_end);
  for (l_off = 0, temp_off = 0; left + l_off != right; l_off++, temp_off++) {
    *(temp + temp_off) = *(left + l_off);
  }
  temp_off = 0;
  l_off = 0;
  r_off = 0;
  while (l_off < size) {
    if (temp_off < l_end) {
      if (r_off < r_end) {
        if (*(temp + temp_off) < *(right + r_off)) {
          *(left + l_off) = *(temp + temp_off);
          temp_off++;
        } else {
          *(left + l_off) = *(right + r_off);
          r_off++;
        }
      } else {
        *(left + l_off) = *(temp + temp_off);
        temp_off++;
      }
    } else {
      if (r_off < r_end) {
        *(left + l_off) = *(right + r_off);
        r_off++;
      } else {
        printf("\nERROR - merging loop going too far\n");
      }
    }
    l_off++;
  }
  free(temp);
  return left;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
je     11b8 <merge+0x88>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1170 <merge+0x40>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jge    12d2 <merge+0x1a2>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1281 <merge+0x151>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    125b <merge+0x12b>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
jge    1235 <merge+0x105>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1256 <merge+0x126>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    127c <merge+0x14c>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    12c4 <merge+0x194>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    12b3 <merge+0x183>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    12bf <merge+0x18f>
lea    0xd46(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
jmp    12c4 <merge+0x194>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11cd <merge+0x9d>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%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    %ecx,%r15d
mov    %edx,%ebx
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%rbp
lea    (%r15,%rbx,1),%r14d
lea    0x0(,%rbx,8),%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %r12,%rdx
mov    %rbp,%rsi
mov    %rax,%rdi
cmp    %r12,%rbp
mov    %rbp,0x10(%rsp)
mov    %r12,0x8(%rsp)
mov    %rax,(%rsp)
je     11ad <merge+0x6d>
mov    0x8(%rsp),%rdx
sub    %rsi,%rdx
and    $0xfffffffffffffff8,%rdx
mov    (%rsp),%rdi
mov    0x10(%rsp),%rsi
call   1050 <memcpy@plt>
mov    (%rsp),%rdi
mov    0x8(%rsp),%rdx
mov    0x10(%rsp),%rsi
test   %r14d,%r14d
jle    124c <merge+0x10c>
mov    %r14d,%ebp
xor    %r12d,%r12d
xor    %r13d,%r13d
xor    %r14d,%r14d
jmp    11e1 <merge+0xa1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %rax,(%rsi,%r12,8)
add    $0x1,%r13d
add    $0x1,%r12
cmp    %r12,%rbp
je     124c <merge+0x10c>
cmp    %ebx,%r13d
jge    1210 <merge+0xd0>
movslq %r13d,%rax
mov    (%rdi,%rax,8),%rax
cmp    %r15d,%r14d
jge    11d0 <merge+0x90>
movslq %r14d,%rcx
mov    (%rdx,%rcx,8),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jl     11d0 <merge+0x90>
mov    %rcx,(%rsi,%r12,8)
add    $0x1,%r14d
jmp    11d8 <merge+0x98>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %r15d,%r14d
jge    1230 <merge+0xf0>
movslq %r14d,%rax
mov    (%rdx,%rax,8),%rax
mov    %rax,(%rsi,%r12,8)
add    $0x1,%r14d
jmp    11d8 <merge+0x98>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    0xdc9(%rip),%rdi
call   1040 <puts@plt>
mov    (%rsp),%rdi
mov    0x8(%rsp),%rdx
mov    0x10(%rsp),%rsi
jmp    11d8 <merge+0x98>
mov    %rsi,%rbx
call   1030 <free@plt>
mov    %rbx,%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [37 x i8] c"\0AERROR - merging loop going too far\0A\00"
define i64* @merge(i64* %0, i64* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i64*
store i64* %0, i64** %5
store i64* %1, i64** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%14 = load i32, i32* %7
%15 = load i32, i32* %8
%16 = add nsw i32 %14, %15
store i32 %16, i32* %12
%17 = load i32, i32* %7
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = mul i64 8, %18
%20 = trunc i64 %19 to i32
%21 = call i64* @malloc(i32 %20)
store i64* %21, i64** %13
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %9
br label %22
22: ; preds = %39, %4
%23 = load i64*, i64** %5
%24 = load i32, i32* %10
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %23, i64 %25
%27 = load i64*, i64** %6
%28 = icmp ne i64* %26, %27
br i1 %28, label %29, label %44
29: ; preds = %22
%30 = load i64*, i64** %5
%31 = load i32, i32* %10
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i64, i64* %30, i64 %32
%34 = load i64, i64* %33
%35 = load i64*, i64** %13
%36 = load i32, i32* %9
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %35, i64 %37
store i64 %34, i64* %38
br label %39
39: ; preds = %29
%40 = load i32, i32* %10
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %10
%42 = load i32, i32* %9
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %9
br label %22
44: ; preds = %22
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %45
45: ; preds = %126, %44
%46 = load i32, i32* %10
%47 = load i32, i32* %12
%48 = icmp slt i32 %46, %47
br i1 %48, label %49, label %129
49: ; preds = %45
%50 = load i32, i32* %9
%51 = load i32, i32* %7
%52 = icmp slt i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %107
53: ; preds = %49
%54 = load i32, i32* %11
%55 = load i32, i32* %8
%56 = icmp slt i32 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %94
57: ; preds = %53
%58 = load i64*, i64** %13
%59 = load i32, i32* %9
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i64, i64* %58, i64 %60
%62 = load i64, i64* %61
%63 = load i64*, i64** %6
%64 = load i32, i32* %11
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i64, i64* %63, i64 %65
%67 = load i64, i64* %66
%68 = icmp slt i64 %62, %67
br i1 %68, label %69, label %81
69: ; preds = %57
%70 = load i64*, i64** %13
%71 = load i32, i32* %9
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i64, i64* %70, i64 %72
%74 = load i64, i64* %73
%75 = load i64*, i64** %5
%76 = load i32, i32* %10
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i64, i64* %75, i64 %77
store i64 %74, i64* %78
%79 = load i32, i32* %9
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %9
br label %93
81: ; preds = %57
%82 = load i64*, i64** %6
%83 = load i32, i32* %11
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i64, i64* %82, i64 %84
%86 = load i64, i64* %85
%87 = load i64*, i64** %5
%88 = load i32, i32* %10
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i64, i64* %87, i64 %89
store i64 %86, i64* %90
%91 = load i32, i32* %11
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %11
br label %93
93: ; preds = %81, %69
br label %106
94: ; preds = %53
%95 = load i64*, i64** %13
%96 = load i32, i32* %9
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i64, i64* %95, i64 %97
%99 = load i64, i64* %98
%100 = load i64*, i64** %5
%101 = load i32, i32* %10
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds i64, i64* %100, i64 %102
store i64 %99, i64* %103
%104 = load i32, i32* %9
%105 = add nsw i32 %104, 1
store i32 %105, i32* %9
br label %106
106: ; preds = %94, %93
br label %126
107: ; preds = %49
%108 = load i32, i32* %11
%109 = load i32, i32* %8
%110 = icmp slt i32 %108, %109
br i1 %110, label %111, label %123
111: ; preds = %107
%112 = load i64*, i64** %6
%113 = load i32, i32* %11
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i64, i64* %112, i64 %114
%116 = load i64, i64* %115
%117 = load i64*, i64** %5
%118 = load i32, i32* %10
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i64, i64* %117, i64 %119
store i64 %116, i64* %120
%121 = load i32, i32* %11
%122 = add nsw i32 %121, 1
store i32 %122, i32* %11
br label %125
123: ; preds = %107
%124 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([37 x i8], [37 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %125
125: ; preds = %123, %111
br label %126
126: ; preds = %125, %106
%127 = load i32, i32* %10
%128 = add nsw i32 %127, 1
store i32 %128, i32* %10
br label %45
129: ; preds = %45
%130 = load i64*, i64** %13
%131 = call i32 @free(i64* %130)
%132 = load i64*, i64** %5
ret i64* %132
}

LLVM IR (-O2):
@str = [36 x i8] c"\0AERROR - merging loop going too far\00"
define i64* @merge(i64* returned %0, i64* %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = add i32 %3, %2
%6 = shl i32 %2, 3
%7 = tail call i64* @malloc(i32 %6)
%8 = icmp eq i64* %0, %1
br i1 %8, label %18, label %9
9: ; preds = %4
%10 = bitcast i64* %7 to i8*
%11 = ptrtoint i64* %1 to i64
%12 = bitcast i64* %0 to i8*
%13 = ptrtoint i64* %0 to i64
%14 = add i64 %11, -8
%15 = sub i64 %14, %13
%16 = add i64 %15, 8
%17 = and i64 %16, -8
br label %18
18: ; preds = %9, %4
%19 = icmp sgt i32 %5, 0
br i1 %19, label %20, label %59
20: ; preds = %18
%21 = zext i32 %5 to i64
br label %22
22: ; preds = %20, %54
%23 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %57, %54 ]
%24 = phi i32 [ 0, %20 ], [ %56, %54 ]
%25 = phi i32 [ 0, %20 ], [ %55, %54 ]
%26 = icmp slt i32 %24, %2
%27 = icmp slt i32 %25, %3
br i1 %26, label %28, label %45
28: ; preds = %22
%29 = sext i32 %24 to i64
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %7, i64 %29
%31 = load i64, i64* %30
br i1 %27, label %32, label %42
32: ; preds = %28
%33 = sext i32 %25 to i64
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %33
%35 = load i64, i64* %34
%36 = icmp slt i64 %31, %35
%37 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %23
br i1 %36, label %38, label %40
38: ; preds = %32
store i64 %31, i64* %37
%39 = add nsw i32 %24, 1
br label %54
40: ; preds = %32
store i64 %35, i64* %37
%41 = add nsw i32 %25, 1
br label %54
42: ; preds = %28
%43 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %23
store i64 %31, i64* %43
%44 = add nsw i32 %24, 1
br label %54
45: ; preds = %22
br i1 %27, label %46, label %52
46: ; preds = %45
%47 = sext i32 %25 to i64
%48 = getelementptr inbounds i64, i64* %1, i64 %47
%49 = load i64, i64* %48
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %23
store i64 %49, i64* %50
%51 = add nsw i32 %25, 1
br label %54
52: ; preds = %45
%53 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([36 x i8], [36 x i8]* @str, i64 0, i64 0))
br label %54
54: ; preds = %46, %52, %42, %40, %38
%55 = phi i32 [ %25, %38 ], [ %41, %40 ], [ %25, %42 ], [ %51, %46 ], [ %25, %52 ]
%56 = phi i32 [ %39, %38 ], [ %24, %40 ], [ %44, %42 ], [ %24, %46 ], [ %24, %52 ]
%57 = add nuw nsw i64 %23, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %21
br i1 %58, label %59, label %22
59: ; preds = %54, %18
%60 = tail call i32 @free(i64* %7)
ret i64* %0
}