void merge(long long int arr[], long long int l, long long int m,
           long long int r) {
  long long int i, j, k;
  long long int n1 = m - l + 1;
  long long int n2 = r - m;
  long long int L[n1], R[n2];
  for (i = 0; i < n1; ++i)
    L[i] = arr[l + i];
  for (j = 0; j < n2; ++j)
    R[j] = arr[m + 1 + j];
  i = 0;
  j = 0;
  k = l;
  while (i < n1 && j < n2) {
    if (L[i] <= R[j]) {
      arr[k] = L[i];
      i++;
    } else {
      arr[k] = R[j];
      j++;
    }
    k++;
  }
  while (i < n1) {
    arr[k] = L[i];
    i++;
    k++;
  }
  while (j < n2) {
    arr[k] = R[j];
    j++;
    k++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x50(%rbp)
lea    0xf(,%rax,8),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x70(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
lea    0xf(,%rax,8),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x68(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x60(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x40(%rbp),%rax
jge    11c9 <merge+0xc9>
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
add    -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    118e <merge+0x8e>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x48(%rbp),%rax
jge    1210 <merge+0x110>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rdx
add    $0x1,%rdx
add    -0x30(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rdx
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    11d1 <merge+0xd1>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x40(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x71(%rbp)
jge    1249 <merge+0x149>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x48(%rbp),%rax
setl   %al
mov    %al,-0x71(%rbp)
mov    -0x71(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1259 <merge+0x159>
jmp    12d5 <merge+0x1d5>
mov    -0x68(%rbp),%rcx
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,8),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
jg     12a0 <merge+0x1a0>
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    12c4 <merge+0x1c4>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1228 <merge+0x128>
jmp    12da <merge+0x1da>
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x40(%rbp),%rax
jge    131d <merge+0x21d>
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    12da <merge+0x1da>
jmp    1322 <merge+0x222>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x48(%rbp),%rax
jge    1365 <merge+0x265>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1322 <merge+0x222>
mov    -0x50(%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    $0x28,%rsp
mov    %rdx,%rbx
mov    %rsi,%r9
mov    %rdx,%r12
sub    %rsi,%r12
mov    %rcx,%r8
sub    %rdx,%r8
lea    0x17(,%r12,8),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r14
sub    %rax,%r14
mov    %r14,%rsp
lea    0xf(,%r8,8),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r10
sub    %rax,%r10
mov    %r10,%rsp
test   %r12,%r12
mov    %rdi,-0x38(%rbp)
mov    %r10,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
js     1196 <merge+0x86>
lea    (%rdi,%r9,8),%rsi
lea    0x8(,%r12,8),%rdx
mov    %r14,%rdi
mov    %r8,%r15
mov    %r9,%r13
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    %r13,%r9
mov    %r15,%r8
mov    -0x38(%rbp),%rdi
test   %r8,%r8
mov    %rbx,-0x40(%rbp)
jle    122b <merge+0x11b>
mov    %r9,%r15
lea    (%rdi,%rbx,8),%rsi
add    $0x8,%rsi
lea    0x0(,%r8,8),%rdx
mov    %r10,%rdi
mov    %r8,%rbx
call   1030 <memcpy@plt>
xor    %r13d,%r13d
mov    %r15,%r9
test   %r12,%r12
js     12a8 <merge+0x198>
mov    $0x0,%eax
test   %rbx,%rbx
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    %rbx,%r8
mov    -0x30(%rbp),%r10
jle    1233 <merge+0x123>
xor    %eax,%eax
xor    %r13d,%r13d
mov    %r9,%r15
nopl   (%rax)
mov    %r13,%rcx
mov    %rax,%rdx
mov    (%r14,%rax,8),%rsi
mov    (%r10,%r13,8),%rbx
xor    %eax,%eax
xor    %r13d,%r13d
cmp    %rbx,%rsi
setle  %al
setg   %r13b
cmovg  %rbx,%rsi
add    %rcx,%r13
add    %rdx,%rax
mov    %rsi,(%rdi,%r15,8)
add    $0x1,%r15
cmp    %r12,%rax
jg     1233 <merge+0x123>
cmp    %r8,%r13
jl     11f0 <merge+0xe0>
jmp    1233 <merge+0x123>
xor    %r13d,%r13d
mov    %r9,%r15
xor    %eax,%eax
cmp    %r12,%rax
jg     1271 <merge+0x161>
lea    (%rdi,%r15,8),%rdi
lea    (%r14,%rax,8),%rsi
add    %rax,%r9
mov    -0x40(%rbp),%r14
mov    %r14,%rax
sub    %r9,%rax
lea    0x8(,%rax,8),%rdx
mov    %r8,%rbx
mov    %r9,%r12
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%r10
mov    %rbx,%r8
add    %r14,%r15
sub    %r12,%r15
add    $0x1,%r15
cmp    %r8,%r13
jge    1299 <merge+0x189>
mov    -0x38(%rbp),%rax
lea    (%rax,%r15,8),%rdi
lea    (%r10,%r13,8),%rsi
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    %r13,%rax
mov    -0x48(%rbp),%rdx
sub    %rax,%rdx
shl    $0x3,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %eax,%eax
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    %rbx,%r8
mov    -0x30(%rbp),%r10
cmp    %r12,%rax
jle    1238 <merge+0x128>
jmp    1271 <merge+0x161>

LLVM IR (-O0):
define void @merge(i64* %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3) {
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i8*
%15 = alloca i64
%16 = alloca i64
store i64* %0, i64** %5
store i64 %1, i64* %6
store i64 %2, i64* %7
store i64 %3, i64* %8
%17 = load i64, i64* %7
%18 = load i64, i64* %6
%19 = sub nsw i64 %17, %18
%20 = add nsw i64 %19, 1
store i64 %20, i64* %12
%21 = load i64, i64* %8
%22 = load i64, i64* %7
%23 = sub nsw i64 %21, %22
store i64 %23, i64* %13
%24 = load i64, i64* %12
%25 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %25, i8** %14
%26 = alloca i64, i64 %24
store i64 %24, i64* %15
%27 = load i64, i64* %13
%28 = alloca i64, i64 %27
store i64 %27, i64* %16
store i64 0, i64* %9
br label %29
29: ; preds = %42, %4
%30 = load i64, i64* %9
%31 = load i64, i64* %12
%32 = icmp slt i64 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %45
33: ; preds = %29
%34 = load i64*, i64** %5
%35 = load i64, i64* %6
%36 = load i64, i64* %9
%37 = add nsw i64 %35, %36
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %34, i64 %37
%39 = load i64, i64* %38
%40 = load i64, i64* %9
%41 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %40
store i64 %39, i64* %41
br label %42
42: ; preds = %33
%43 = load i64, i64* %9
%44 = add nsw i64 %43, 1
store i64 %44, i64* %9
br label %29
45: ; preds = %29
store i64 0, i64* %10
br label %46
46: ; preds = %60, %45
%47 = load i64, i64* %10
%48 = load i64, i64* %13
%49 = icmp slt i64 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %63
50: ; preds = %46
%51 = load i64*, i64** %5
%52 = load i64, i64* %7
%53 = add nsw i64 %52, 1
%54 = load i64, i64* %10
%55 = add nsw i64 %53, %54
%56 = getelementptr inbounds i64, i64* %51, i64 %55
%57 = load i64, i64* %56
%58 = load i64, i64* %10
%59 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %58
store i64 %57, i64* %59
br label %60
60: ; preds = %50
%61 = load i64, i64* %10
%62 = add nsw i64 %61, 1
store i64 %62, i64* %10
br label %46
63: ; preds = %46
store i64 0, i64* %9
store i64 0, i64* %10
%64 = load i64, i64* %6
store i64 %64, i64* %11
br label %65
65: ; preds = %101, %63
%66 = load i64, i64* %9
%67 = load i64, i64* %12
%68 = icmp slt i64 %66, %67
br i1 %68, label %69, label %73
69: ; preds = %65
%70 = load i64, i64* %10
%71 = load i64, i64* %13
%72 = icmp slt i64 %70, %71
br label %73
73: ; preds = %69, %65
%74 = phi i1 [ false, %65 ], [ %72, %69 ]
br i1 %74, label %75, label %104
75: ; preds = %73
%76 = load i64, i64* %9
%77 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %76
%78 = load i64, i64* %77
%79 = load i64, i64* %10
%80 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %79
%81 = load i64, i64* %80
%82 = icmp sle i64 %78, %81
br i1 %82, label %83, label %92
83: ; preds = %75
%84 = load i64, i64* %9
%85 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %84
%86 = load i64, i64* %85
%87 = load i64*, i64** %5
%88 = load i64, i64* %11
%89 = getelementptr inbounds i64, i64* %87, i64 %88
store i64 %86, i64* %89
%90 = load i64, i64* %9
%91 = add nsw i64 %90, 1
store i64 %91, i64* %9
br label %101
92: ; preds = %75
%93 = load i64, i64* %10
%94 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %93
%95 = load i64, i64* %94
%96 = load i64*, i64** %5
%97 = load i64, i64* %11
%98 = getelementptr inbounds i64, i64* %96, i64 %97
store i64 %95, i64* %98
%99 = load i64, i64* %10
%100 = add nsw i64 %99, 1
store i64 %100, i64* %10
br label %101
101: ; preds = %92, %83
%102 = load i64, i64* %11
%103 = add nsw i64 %102, 1
store i64 %103, i64* %11
br label %65
104: ; preds = %73
br label %105
105: ; preds = %109, %104
%106 = load i64, i64* %9
%107 = load i64, i64* %12
%108 = icmp slt i64 %106, %107
br i1 %108, label %109, label %120
109: ; preds = %105
%110 = load i64, i64* %9
%111 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %110
%112 = load i64, i64* %111
%113 = load i64*, i64** %5
%114 = load i64, i64* %11
%115 = getelementptr inbounds i64, i64* %113, i64 %114
store i64 %112, i64* %115
%116 = load i64, i64* %9
%117 = add nsw i64 %116, 1
store i64 %117, i64* %9
%118 = load i64, i64* %11
%119 = add nsw i64 %118, 1
store i64 %119, i64* %11
br label %105
120: ; preds = %105
br label %121
121: ; preds = %125, %120
%122 = load i64, i64* %10
%123 = load i64, i64* %13
%124 = icmp slt i64 %122, %123
br i1 %124, label %125, label %136
125: ; preds = %121
%126 = load i64, i64* %10
%127 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %126
%128 = load i64, i64* %127
%129 = load i64*, i64** %5
%130 = load i64, i64* %11
%131 = getelementptr inbounds i64, i64* %129, i64 %130
store i64 %128, i64* %131
%132 = load i64, i64* %10
%133 = add nsw i64 %132, 1
store i64 %133, i64* %10
%134 = load i64, i64* %11
%135 = add nsw i64 %134, 1
store i64 %135, i64* %11
br label %121
136: ; preds = %121
%137 = load i8*, i8** %14
ret void
}

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