#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 *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, int);
int /*<<< orphan*/ merge(int *, int, int *, int, int *);
void split_n_sort(int array[], size_t count) {
  if (count == 1)
    return;
  int c2 = (int)count / 2;
  if (count == 2) {
    int *t1 = malloc(c2 * sizeof(*array));
    memcpy(t1, array, c2 * sizeof(*array));
    int *t2 = malloc(c2 * sizeof(*array));
    memcpy(t2, array + c2, c2 * sizeof(*array));
    merge(t1, c2, t2, c2, array);
  } else {
    if (count % 2) {
      split_n_sort(array, c2 + 1);
      split_n_sort(array + c2 + 1, c2);
      int *t1 = malloc((c2 + 1) * sizeof(*array));
      memcpy(t1, array, (c2 + 1) * sizeof(*array));
      int *t2 = malloc(c2 * sizeof(*array));
      memcpy(t2, array + c2 + 1, c2 * sizeof(*array));
      merge(t1, c2 + 1, t2, c2, array);
    } else {
      split_n_sort(array, c2);
      split_n_sort(array + c2, c2);
      int *t1 = malloc(c2 * sizeof(*array));
      memcpy(t1, array, c2 * sizeof(*array));
      int *t2 = malloc(c2 * sizeof(*array));
      memcpy(t2, array + c2, c2 * sizeof(*array));
      merge(t1, c2, t2, c2, array);
    }
  }
  return;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<split_n_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpq   $0x1,-0x10(%rbp)
jne    1160 <split_n_sort+0x20>
jmp    1364 <split_n_sort+0x224>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x14(%rbp)
cmpq   $0x2,-0x10(%rbp)
jne    11f5 <split_n_sort+0xb5>
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%r8
call   1050 <merge@plt>
jmp    135f <split_n_sort+0x21f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     12bf <split_n_sort+0x17f>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
movslq %eax,%rsi
call   1030 <split_n_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
add    $0x4,%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rsi
call   1030 <split_n_sort@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
add    $0x4,%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x38(%rbp),%rdx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%r8
call   1050 <merge@plt>
jmp    135a <split_n_sort+0x21a>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rsi
call   1030 <split_n_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rsi
call   1030 <split_n_sort@plt>
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x48(%rbp),%rdx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%r8
call   1050 <merge@plt>
jmp    135f <split_n_sort+0x21f>
jmp    1364 <split_n_sort+0x224>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<split_n_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    $0x1,%rsi
jne    1160 <split_n_sort+0x20>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %rdi,%r14
mov    %esi,%ebx
shr    $0x1f,%ebx
add    %esi,%ebx
sar    %ebx
cmp    $0x2,%rsi
jne    11b8 <split_n_sort+0x78>
movslq %ebx,%r13
lea    0x0(,%rbx,4),%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
mov    %rax,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %ebp,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
lea    (%r14,%r13,4),%rsi
mov    %rax,%rdi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r15,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %r12,%rdx
jmp    1288 <split_n_sort+0x148>
test   $0x1,%sil
jne    121a <split_n_sort+0xda>
movslq %ebx,%rbp
mov    %r14,%rdi
mov    %rbp,%rsi
call   1030 <split_n_sort@plt>
lea    (%r14,%rbp,4),%r15
mov    %r15,%rdi
mov    %rbp,%rsi
call   1030 <split_n_sort@plt>
lea    0x0(,%rbx,4),%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
mov    %rax,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %ebp,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
mov    %rax,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %r13,%rdx
jmp    1288 <split_n_sort+0x148>
lea    0x1(%rbx),%eax
movslq %eax,%rsi
mov    %rsi,(%rsp)
mov    %r14,%rdi
call   1030 <split_n_sort@plt>
movslq %ebx,%rbx
lea    (%r14,%rbx,4),%r12
add    $0x4,%r12
mov    %r12,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <split_n_sort@plt>
lea    0x4(,%rbx,4),%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
mov    %rax,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
lea    0x0(,%rbx,4),%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
mov    %rax,%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r13,%rdi
mov    (%rsp),%rsi
mov    %r15,%rdx
mov    %ebx,%ecx
mov    %r14,%r8
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1050 <merge@plt>

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

LLVM IR (-O2):
define void @split_n_sort(i32* %0, i64 %1) {
%3 = icmp eq i64 %1, 1
br i1 %3, label %20, label %4
4: ; preds = %2
%5 = trunc i64 %1 to i32
%6 = sdiv i32 %5, 2
%7 = icmp eq i64 %1, 2
br i1 %7, label %8, label %17
8: ; preds = %4
%9 = sext i32 %6 to i64
%10 = shl i32 %6, 2
%11 = tail call i32* @malloc(i32 %10)
%12 = tail call i32 @memcpy(i32* %11, i32* %0, i32 %10)
%13 = tail call i32* @malloc(i32 %10)
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %9
%15 = tail call i32 @memcpy(i32* %13, i32* %14, i32 %10)
%16 = tail call i32 @merge(i32* %11, i32 %6, i32* %13, i32 %6, i32* %0)
br label %20
17: ; preds = %4
%18 = and i64 %1, 1
%19 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %19, label %34, label %21
20: ; preds = %2, %8, %34, %21
ret void
21: ; preds = %17
%22 = add nsw i32 %6, 1
%23 = sext i32 %22 to i64
tail call void @split_n_sort(i32* %0, i64 %23)
%24 = sext i32 %6 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 1
tail call void @split_n_sort(i32* %26, i64 %24)
%27 = shl i32 %22, 2
%28 = tail call i32* @malloc(i32 %27)
%29 = tail call i32 @memcpy(i32* %28, i32* %0, i32 %27)
%30 = shl i32 %6, 2
%31 = tail call i32* @malloc(i32 %30)
%32 = tail call i32 @memcpy(i32* %31, i32* %26, i32 %30)
%33 = tail call i32 @merge(i32* %28, i32 %22, i32* %31, i32 %6, i32* %0)
br label %20
34: ; preds = %17
%35 = sext i32 %6 to i64
tail call void @split_n_sort(i32* %0, i64 %35)
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
tail call void @split_n_sort(i32* %36, i64 %35)
%37 = shl i32 %6, 2
%38 = tail call i32* @malloc(i32 %37)
%39 = tail call i32 @memcpy(i32* %38, i32* %0, i32 %37)
%40 = tail call i32* @malloc(i32 %37)
%41 = tail call i32 @memcpy(i32* %40, i32* %36, i32 %37)
%42 = tail call i32 @merge(i32* %38, i32 %6, i32* %40, i32 %6, i32* %0)
br label %20
}