#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 merge(int *, int, int, int);
int msort(int *a, int lo, int hi) {
  int mid = lo + (hi - lo) / 2;
  if (hi - lo == 0)
    return 0;
  int left_inv = msort(a, lo, mid);
  int right_inv = msort(a, mid + 1, hi);
  int split = merge(a, lo, hi, mid);
  return (left_inv + right_inv + split) % 1000000007;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<msort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    116b <msort+0x4b>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11bb <msort+0x9b>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <msort@plt>
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <msort@plt>
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1040 <merge@plt>
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    $0x3b9aca07,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<msort>:
mov    %edx,%eax
sub    %esi,%eax
je     11a2 <msort+0x82>
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%r13d
mov    %rdi,%r14
mov    %eax,%ebx
shr    $0x1f,%ebx
add    %eax,%ebx
sar    %ebx
add    %esi,%ebx
mov    %ebx,%edx
call   1030 <msort@plt>
mov    %eax,%r12d
lea    0x1(%rbx),%esi
mov    %r14,%rdi
mov    %r15d,%edx
call   1030 <msort@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    %r14,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %r15d,%edx
mov    %ebx,%ecx
call   1040 <merge@plt>
add    %r12d,%ebp
add    %eax,%ebp
movslq %ebp,%rax
imul   $0x44b82f99,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x3c,%rcx
add    %edx,%ecx
imul   $0x3b9aca07,%ecx,%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @msort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
%13 = load i32, i32* %7
%14 = load i32, i32* %6
%15 = sub nsw i32 %13, %14
%16 = sdiv i32 %15, 2
%17 = add nsw i32 %12, %16
store i32 %17, i32* %8
%18 = load i32, i32* %7
%19 = load i32, i32* %6
%20 = sub nsw i32 %18, %19
%21 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %23
22: ; preds = %3
store i32 0, i32* %4
br label %44
23: ; preds = %3
%24 = load i32*, i32** %5
%25 = load i32, i32* %6
%26 = load i32, i32* %8
%27 = call i32 @msort(i32* %24, i32 %25, i32 %26)
store i32 %27, i32* %9
%28 = load i32*, i32** %5
%29 = load i32, i32* %8
%30 = add nsw i32 %29, 1
%31 = load i32, i32* %7
%32 = call i32 @msort(i32* %28, i32 %30, i32 %31)
store i32 %32, i32* %10
%33 = load i32*, i32** %5
%34 = load i32, i32* %6
%35 = load i32, i32* %7
%36 = load i32, i32* %8
%37 = call i32 @merge(i32* %33, i32 %34, i32 %35, i32 %36)
store i32 %37, i32* %11
%38 = load i32, i32* %9
%39 = load i32, i32* %10
%40 = add nsw i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %11
%42 = add nsw i32 %40, %41
%43 = srem i32 %42, 1000000007
store i32 %43, i32* %4
br label %44
44: ; preds = %23, %22
%45 = load i32, i32* %4
ret i32 %45
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @msort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = sub nsw i32 %2, %1
%5 = sdiv i32 %4, 2
%6 = add nsw i32 %5, %1
%7 = icmp eq i32 %4, 0
br i1 %7, label %8, label %10
8: ; preds = %3, %10
%9 = phi i32 [ %17, %10 ], [ 0, %3 ]
ret i32 %9
10: ; preds = %3
%11 = tail call i32 @msort(i32* %0, i32 %1, i32 %6)
%12 = add nsw i32 %6, 1
%13 = tail call i32 @msort(i32* %0, i32 %12, i32 %2)
%14 = tail call i32 @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %6)
%15 = add nsw i32 %13, %11
%16 = add nsw i32 %15, %14
%17 = srem i32 %16, 1000000007
br label %8
}