#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(int *);
int *malloc(int);
void merge(int *a, int n, int m) {
  int i, j, k;
  int *x = malloc(n * sizeof(int));
  for (i = 0, j = m, k = 0; k < n; k++) {
    x[k] = j == n ? a[i++] : i == m ? a[j++] : a[j] < a[i] ? a[j++] : a[i++];
  }
  for (i = 0; i < n; i++) {
    a[i] = x[i];
  }
  free(x);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1230 <merge+0x110>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jne    118e <merge+0x6e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1214 <merge+0xf4>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    11b7 <merge+0x97>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    120e <merge+0xee>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11f0 <merge+0xd0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1208 <merge+0xe8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1159 <merge+0x39>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1267 <merge+0x147>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1237 <merge+0x117>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r15
lea    0x0(,%rbx,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
test   %ebx,%ebx
jle    11ce <merge+0x9e>
mov    %ebx,%edx
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
mov    %r12d,%esi
jmp    1179 <merge+0x49>
xchg   %ax,%ax
movslq %ecx,%rsi
add    $0x1,%ecx
mov    (%r15,%rsi,4),%edi
mov    %ebx,%esi
mov    %edi,(%r14,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rdx
je     11bb <merge+0x8b>
cmp    %ebx,%esi
je     1160 <merge+0x30>
movslq %esi,%rdi
cmp    %r12d,%ecx
jne    11a0 <merge+0x70>
add    $0x1,%esi
mov    (%r15,%rdi,4),%edi
mov    %r12d,%ecx
jmp    116c <merge+0x3c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r15,%rdi,4),%edi
movslq %ecx,%rbp
mov    (%r15,%rbp,4),%ebp
cmp    %ebp,%edi
jge    11b4 <merge+0x84>
add    $0x1,%esi
jmp    116c <merge+0x3c>
add    $0x1,%ecx
mov    %ebp,%edi
jmp    116c <merge+0x3c>
test   %ebx,%ebx
jle    11ce <merge+0x9e>
shl    $0x2,%rdx
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r14,%rdi
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @merge(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*
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 %12, 4
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = call i32* @malloc(i32 %14)
store i32* %15, i32** %10
store i32 0, i32* %7
%16 = load i32, i32* %6
store i32 %16, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %17
17: ; preds = %79, %3
%18 = load i32, i32* %9
%19 = load i32, i32* %5
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %82
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %5
%24 = icmp eq i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %32
25: ; preds = %21
%26 = load i32*, i32** %4
%27 = load i32, i32* %7
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %7
%29 = sext i32 %27 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
br label %73
32: ; preds = %21
%33 = load i32, i32* %7
%34 = load i32, i32* %6
%35 = icmp eq i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %43
36: ; preds = %32
%37 = load i32*, i32** %4
%38 = load i32, i32* %8
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %8
%40 = sext i32 %38 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
br label %71
43: ; preds = %32
%44 = load i32*, i32** %4
%45 = load i32, i32* %8
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32*, i32** %4
%50 = load i32, i32* %7
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = icmp slt i32 %48, %53
br i1 %54, label %55, label %62
55: ; preds = %43
%56 = load i32*, i32** %4
%57 = load i32, i32* %8
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %8
%59 = sext i32 %57 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
br label %69
62: ; preds = %43
%63 = load i32*, i32** %4
%64 = load i32, i32* %7
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %7
%66 = sext i32 %64 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
br label %69
69: ; preds = %62, %55
%70 = phi i32 [ %61, %55 ], [ %68, %62 ]
br label %71
71: ; preds = %69, %36
%72 = phi i32 [ %42, %36 ], [ %70, %69 ]
br label %73
73: ; preds = %71, %25
%74 = phi i32 [ %31, %25 ], [ %72, %71 ]
%75 = load i32*, i32** %10
%76 = load i32, i32* %9
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %77
store i32 %74, i32* %78
br label %79
79: ; preds = %73
%80 = load i32, i32* %9
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %9
br label %17
82: ; preds = %17
store i32 0, i32* %7
br label %83
83: ; preds = %97, %82
%84 = load i32, i32* %7
%85 = load i32, i32* %5
%86 = icmp slt i32 %84, %85
br i1 %86, label %87, label %100
87: ; preds = %83
%88 = load i32*, i32** %10
%89 = load i32, i32* %7
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = load i32*, i32** %4
%94 = load i32, i32* %7
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 %95
store i32 %92, i32* %96
br label %97
97: ; preds = %87
%98 = load i32, i32* %7
%99 = add nsw i32 %98, 1
store i32 %99, i32* %7
br label %83
100: ; preds = %83
%101 = load i32*, i32** %10
%102 = call i32 @free(i32* %101)
ret void
}

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