void merge(int arr[], int l, int m, int h) {
  int tmp[h - l + 1];
  int i = l, j = m + 1, k = 0;
  while (i <= m && j <= h) {
    if (arr[i] < arr[j]) {
      tmp[k] = arr[i];
      i++;
    } else {
      tmp[k] = arr[j];
      j++;
    }
    k++;
  }
  while (i <= m) {
    tmp[k++] = arr[i++];
  }
  while (j <= h) {
    tmp[k++] = arr[j++];
  }
  for (int i = l, k = 0; i <= h; i++, k++) {
    arr[i] = tmp[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    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x49(%rbp)
jg     1177 <merge+0x77>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x49(%rbp)
mov    -0x49(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1187 <merge+0x87>
jmp    11f4 <merge+0xf4>
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
jge    11c7 <merge+0xc7>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11e6 <merge+0xe6>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    115a <merge+0x5a>
jmp    11f9 <merge+0xf9>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     1234 <merge+0x134>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11f9 <merge+0xf9>
jmp    1239 <merge+0x139>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1274 <merge+0x174>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x30(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1239 <merge+0x139>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     12ba <merge+0x1ba>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1281 <merge+0x181>
mov    -0x20(%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   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r12
mov    %ecx,%eax
sub    %esi,%eax
add    $0x1,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r9
sub    %rax,%r9
mov    %r9,%rsp
lea    0x1(%r13),%r15d
xor    %r14d,%r14d
cmp    %edx,%esi
jg     119f <merge+0x8f>
cmp    %ecx,%r13d
jge    119f <merge+0x8f>
xor    %r14d,%r14d
mov    %ebx,%r8d
mov    %ebx,%eax
nopl   (%rax)
cltq
mov    (%r12,%rax,4),%ebx
movslq %r15d,%r15
mov    (%r12,%r15,4),%edx
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ebx
setge  %sil
setl   %dil
cmovl  %ebx,%edx
add    %edi,%eax
add    %esi,%r15d
mov    %edx,(%r9,%r14,4)
add    $0x1,%r14
cmp    %r13d,%eax
jg     1195 <merge+0x85>
cmp    %ecx,%r15d
jle    1160 <merge+0x50>
mov    %r8d,%ebx
cmp    %r13d,%eax
jle    11a6 <merge+0x96>
jmp    11db <merge+0xcb>
mov    %ebx,%eax
cmp    %r13d,%eax
jg     11db <merge+0xcb>
mov    %r14d,%edx
lea    (%r9,%rdx,4),%rdi
movslq %eax,%rdx
lea    (%r12,%rdx,4),%rsi
sub    %eax,%r13d
lea    0x4(,%r13,4),%rdx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
mov    %r9,-0x30(%rbp)
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%r9
mov    -0x38(%rbp),%rcx
add    %r13d,%r14d
add    $0x1,%r14d
cmp    %ecx,%r15d
jle    120a <merge+0xfa>
sub    %ebx,%ecx
jl     11fb <merge+0xeb>
movslq %ebx,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rdi
lea    0x4(,%rcx,4),%rdx
mov    %r9,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r14d,%eax
lea    (%r9,%rax,4),%rdi
movslq %r15d,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
mov    %ecx,%eax
sub    %r15d,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
mov    %rcx,%r14
mov    %r9,%r15
call   1030 <memcpy@plt>
mov    %r15,%r9
mov    %r14,%rcx
sub    %ebx,%ecx
jge    11e4 <merge+0xd4>
jmp    11fb <merge+0xeb>

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = sub i32 1, %1
%6 = add i32 %5, %3
%7 = zext i32 %6 to i64
%8 = alloca i32, i64 %7
%9 = bitcast i32* %8 to i8*
%10 = add i32 %2, 1
%11 = icmp sle i32 %1, %2
%12 = icmp slt i32 %2, %3
%13 = and i1 %11, %12
br i1 %13, label %34, label %16
14: ; preds = %34
%15 = trunc i64 %52 to i32
br label %16
16: ; preds = %14, %4
%17 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %47, %14 ]
%18 = phi i32 [ %10, %4 ], [ %50, %14 ]
%19 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %15, %14 ]
%20 = icmp sgt i32 %17, %2
br i1 %20, label %56, label %21
21: ; preds = %16
%22 = zext i32 %19 to i64
%23 = getelementptr i32, i32* %8, i64 %22
%24 = bitcast i32* %23 to i8*
%25 = sext i32 %17 to i64
%26 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %25
%27 = bitcast i32* %26 to i8*
%28 = sub i32 %2, %17
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = shl nuw nsw i64 %29, 2
%31 = add nuw nsw i64 %30, 4
%32 = add i32 %19, %28
%33 = add i32 %32, 1
br label %56
34: ; preds = %4, %34
%35 = phi i64 [ %52, %34 ], [ 0, %4 ]
%36 = phi i32 [ %50, %34 ], [ %10, %4 ]
%37 = phi i32 [ %47, %34 ], [ %1, %4 ]
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = sext i32 %36 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp slt i32 %40, %43
%45 = select i1 %44, i32 %40, i32 %43
%46 = zext i1 %44 to i32
%47 = add nsw i32 %37, %46
%48 = xor i1 %44, true
%49 = zext i1 %48 to i32
%50 = add nsw i32 %36, %49
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %35
store i32 %45, i32* %51
%52 = add nuw i64 %35, 1
%53 = icmp sle i32 %47, %2
%54 = icmp sle i32 %50, %3
%55 = select i1 %53, i1 %54, i1 false
br i1 %55, label %34, label %14
56: ; preds = %21, %16
%57 = phi i32 [ %19, %16 ], [ %33, %21 ]
%58 = icmp sgt i32 %18, %3
br i1 %58, label %70, label %59
59: ; preds = %56
%60 = zext i32 %57 to i64
%61 = getelementptr i32, i32* %8, i64 %60
%62 = bitcast i32* %61 to i8*
%63 = sext i32 %18 to i64
%64 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %63
%65 = bitcast i32* %64 to i8*
%66 = sub i32 %3, %18
%67 = zext i32 %66 to i64
%68 = shl nuw nsw i64 %67, 2
%69 = add nuw nsw i64 %68, 4
br label %70
70: ; preds = %59, %56
%71 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %71, label %80, label %72
72: ; preds = %70
%73 = sext i32 %1 to i64
%74 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %73
%75 = bitcast i32* %74 to i8*
%76 = sub i32 %3, %1
%77 = zext i32 %76 to i64
%78 = shl nuw nsw i64 %77, 2
%79 = add nuw nsw i64 %78, 4
br label %80
80: ; preds = %72, %70
ret void
}