#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*/ assert(int);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int *malloc(int);
void merge_version1(int *arr, int begin, int m, int end) {
  int *t = malloc((end - begin + 1) * sizeof(int));
  int length = end - begin + 1;
  int i, j, k;
  assert(begin <= m && m < end);
  j = begin;
  k = m + 1;
  for (i = 0; i < length; i++) {
    if (j <= m && k <= end) {
      if (arr[j] <= arr[k]) {
        t[i] = arr[j];
        j++;
      } else {
        t[i] = arr[k];
        k++;
      }
    } else {
      int l;
      if (j > m)
        for (l = i; l < length; l++)
          t[l] = arr[k++];
      else
        for (l = i; l < length; l++)
          t[l] = arr[j++];
      break;
    }
  }
  j = 0;
  for (i = begin; i <= end; i++, j++) {
    arr[i] = t[j];
  }
  free(t);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge_version1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x35(%rbp)
jg     1188 <merge_version1+0x58>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x35(%rbp)
mov    -0x35(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    12e1 <merge_version1+0x1b1>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     1233 <merge_version1+0x103>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1233 <merge_version1+0x103>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     120f <merge_version1+0xdf>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    122e <merge_version1+0xfe>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    12ce <merge_version1+0x19e>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    1284 <merge_version1+0x154>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    127f <merge_version1+0x14f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1245 <merge_version1+0x115>
jmp    12c9 <merge_version1+0x199>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    12c4 <merge_version1+0x194>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    128a <merge_version1+0x15a>
jmp    12c9 <merge_version1+0x199>
jmp    12e1 <merge_version1+0x1b1>
jmp    12d3 <merge_version1+0x1a3>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11ab <merge_version1+0x7b>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1327 <merge_version1+0x1f7>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    12ee <merge_version1+0x1be>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge_version1>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r12d
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r13
mov    %ecx,%ebp
sub    %esi,%ebp
lea    0x4(,%rbp,4),%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
cmp    %r15d,%ebx
setle  %al
cmp    %r12d,%r15d
setl   %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    %rbp,%r10
mov    %ebx,%r9d
test   %r10d,%r10d
js     1218 <merge_version1+0xd8>
lea    0x1(%r15),%ecx
lea    0x1(%r10),%r8d
xor    %eax,%eax
mov    %r9d,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %r15d,%edx
jg     11dd <merge_version1+0x9d>
cmp    %r12d,%ecx
jg     11dd <merge_version1+0x9d>
movslq %edx,%rdi
mov    0x0(%r13,%rdi,4),%edi
movslq %ecx,%rbp
mov    0x0(%r13,%rbp,4),%ebp
xor    %esi,%esi
xor    %ebx,%ebx
cmp    %ebp,%edi
setg   %sil
setle  %bl
cmovg  %ebp,%edi
add    %ebx,%edx
add    %esi,%ecx
mov    %edi,(%r14,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r8
jne    11a0 <merge_version1+0x60>
jmp    1218 <merge_version1+0xd8>
cmp    %eax,%r10d
jl     1218 <merge_version1+0xd8>
cmp    %r15d,%edx
cmovle %edx,%ecx
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
movslq %ecx,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %r10d,%ecx
sub    %eax,%ecx
lea    0x4(,%rcx,4),%rdx
mov    %r9d,%ebx
mov    %r10,%rbp
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %rbp,%r10
mov    %ebx,%r9d
cmp    %r9d,%r12d
jl     123e <merge_version1+0xfe>
movslq %r9d,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
mov    %r10d,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
mov    %r14,%rsi
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %r14,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @merge_version1(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %6
%17 = sub nsw i32 %15, %16
%18 = add nsw i32 %17, 1
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = mul i64 %19, 4
%21 = trunc i64 %20 to i32
%22 = call i32* @malloc(i32 %21)
store i32* %22, i32** %9
%23 = load i32, i32* %8
%24 = load i32, i32* %6
%25 = sub nsw i32 %23, %24
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %10
%27 = load i32, i32* %6
%28 = load i32, i32* %7
%29 = icmp sle i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %34
30: ; preds = %4
%31 = load i32, i32* %7
%32 = load i32, i32* %8
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br label %34
34: ; preds = %30, %4
%35 = phi i1 [ false, %4 ], [ %33, %30 ]
%36 = zext i1 %35 to i32
%37 = call i32 @assert(i32 %36)
%38 = load i32, i32* %6
store i32 %38, i32* %12
%39 = load i32, i32* %7
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %13
store i32 0, i32* %11
br label %41
41: ; preds = %138, %34
%42 = load i32, i32* %11
%43 = load i32, i32* %10
%44 = icmp slt i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %141
45: ; preds = %41
%46 = load i32, i32* %12
%47 = load i32, i32* %7
%48 = icmp sle i32 %46, %47
br i1 %48, label %49, label %90
49: ; preds = %45
%50 = load i32, i32* %13
%51 = load i32, i32* %8
%52 = icmp sle i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %90
53: ; preds = %49
%54 = load i32*, i32** %5
%55 = load i32, i32* %12
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = load i32*, i32** %5
%60 = load i32, i32* %13
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = icmp sle i32 %58, %63
br i1 %64, label %65, label %77
65: ; preds = %53
%66 = load i32*, i32** %5
%67 = load i32, i32* %12
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = load i32*, i32** %9
%72 = load i32, i32* %11
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
store i32 %70, i32* %74
%75 = load i32, i32* %12
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %12
br label %89
77: ; preds = %53
%78 = load i32*, i32** %5
%79 = load i32, i32* %13
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = load i32*, i32** %9
%84 = load i32, i32* %11
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %85
store i32 %82, i32* %86
%87 = load i32, i32* %13
%88 = add nsw i32 %87, 1
store i32 %88, i32* %13
br label %89
89: ; preds = %77, %65
br label %137
90: ; preds = %49, %45
%91 = load i32, i32* %12
%92 = load i32, i32* %7
%93 = icmp sgt i32 %91, %92
br i1 %93, label %94, label %115
94: ; preds = %90
%95 = load i32, i32* %11
store i32 %95, i32* %14
br label %96
96: ; preds = %111, %94
%97 = load i32, i32* %14
%98 = load i32, i32* %10
%99 = icmp slt i32 %97, %98
br i1 %99, label %100, label %114
100: ; preds = %96
%101 = load i32*, i32** %5
%102 = load i32, i32* %13
%103 = add nsw i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %13
%104 = sext i32 %102 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %101, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = load i32*, i32** %9
%108 = load i32, i32* %14
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %107, i64 %109
store i32 %106, i32* %110
br label %111
111: ; preds = %100
%112 = load i32, i32* %14
%113 = add nsw i32 %112, 1
store i32 %113, i32* %14
br label %96
114: ; preds = %96
br label %136
115: ; preds = %90
%116 = load i32, i32* %11
store i32 %116, i32* %14
br label %117
117: ; preds = %132, %115
%118 = load i32, i32* %14
%119 = load i32, i32* %10
%120 = icmp slt i32 %118, %119
br i1 %120, label %121, label %135
121: ; preds = %117
%122 = load i32*, i32** %5
%123 = load i32, i32* %12
%124 = add nsw i32 %123, 1
store i32 %124, i32* %12
%125 = sext i32 %123 to i64
%126 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 %125
%127 = load i32, i32* %126
%128 = load i32*, i32** %9
%129 = load i32, i32* %14
%130 = sext i32 %129 to i64
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %128, i64 %130
store i32 %127, i32* %131
br label %132
132: ; preds = %121
%133 = load i32, i32* %14
%134 = add nsw i32 %133, 1
store i32 %134, i32* %14
br label %117
135: ; preds = %117
br label %136
136: ; preds = %135, %114
br label %141
137: ; preds = %89
br label %138
138: ; preds = %137
%139 = load i32, i32* %11
%140 = add nsw i32 %139, 1
store i32 %140, i32* %11
br label %41
141: ; preds = %136, %41
store i32 0, i32* %12
%142 = load i32, i32* %6
store i32 %142, i32* %11
br label %143
143: ; preds = %157, %141
%144 = load i32, i32* %11
%145 = load i32, i32* %8
%146 = icmp sle i32 %144, %145
br i1 %146, label %147, label %162
147: ; preds = %143
%148 = load i32*, i32** %9
%149 = load i32, i32* %12
%150 = sext i32 %149 to i64
%151 = getelementptr inbounds i32, i32* %148, i64 %150
%152 = load i32, i32* %151
%153 = load i32*, i32** %5
%154 = load i32, i32* %11
%155 = sext i32 %154 to i64
%156 = getelementptr inbounds i32, i32* %153, i64 %155
store i32 %152, i32* %156
br label %157
157: ; preds = %147
%158 = load i32, i32* %11
%159 = add nsw i32 %158, 1
store i32 %159, i32* %11
%160 = load i32, i32* %12
%161 = add nsw i32 %160, 1
store i32 %161, i32* %12
br label %143
162: ; preds = %143
%163 = load i32*, i32** %9
%164 = call i32 @free(i32* %163)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge_version1(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sub i32 %3, %1
%6 = shl i32 %5, 2
%7 = add i32 %6, 4
%8 = tail call i32* @malloc(i32 %7)
%9 = bitcast i32* %8 to i8*
%10 = icmp sle i32 %1, %2
%11 = icmp slt i32 %2, %3
%12 = and i1 %10, %11
%13 = zext i1 %12 to i32
%14 = tail call i32 @assert(i32 %13)
%15 = icmp slt i32 %5, 0
br i1 %15, label %59, label %16
16: ; preds = %4
%17 = add nsw i32 %2, 1
%18 = add i32 %3, 1
%19 = sub i32 %18, %1
%20 = zext i32 %19 to i64
br label %21
21: ; preds = %16, %28
%22 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %43, %28 ]
%23 = phi i32 [ %17, %16 ], [ %41, %28 ]
%24 = phi i32 [ %1, %16 ], [ %39, %28 ]
%25 = icmp sgt i32 %24, %2
%26 = icmp sgt i32 %23, %3
%27 = select i1 %25, i1 true, i1 %26
br i1 %27, label %45, label %28
28: ; preds = %21
%29 = sext i32 %24 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = sext i32 %23 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp sgt i32 %31, %34
%36 = select i1 %35, i32 %34, i32 %31
%37 = xor i1 %35, true
%38 = zext i1 %37 to i32
%39 = add nsw i32 %24, %38
%40 = zext i1 %35 to i32
%41 = add nsw i32 %23, %40
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %22
store i32 %36, i32* %42
%43 = add nuw nsw i64 %22, 1
%44 = icmp eq i64 %43, %20
br i1 %44, label %59, label %21
45: ; preds = %21
%46 = trunc i64 %22 to i32
%47 = icmp slt i32 %5, %46
br i1 %47, label %59, label %48
48: ; preds = %45
%49 = select i1 %25, i32 %23, i32 %24
%50 = getelementptr i32, i32* %8, i64 %22
%51 = bitcast i32* %50 to i8*
%52 = sext i32 %49 to i64
%53 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %52
%54 = bitcast i32* %53 to i8*
%55 = sub i32 %5, %46
%56 = zext i32 %55 to i64
%57 = shl nuw nsw i64 %56, 2
%58 = add nuw nsw i64 %57, 4
br label %59
59: ; preds = %28, %45, %48, %4
%60 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %60, label %68, label %61
61: ; preds = %59
%62 = sext i32 %1 to i64
%63 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %62
%64 = bitcast i32* %63 to i8*
%65 = zext i32 %5 to i64
%66 = shl nuw nsw i64 %65, 2
%67 = add nuw nsw i64 %66, 4
br label %68
68: ; preds = %61, %59
%69 = tail call i32 @free(i32* %8)
ret void
}