#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 mergehalves(size_t size, int *v) {
  int *u = malloc(sizeof(int) * size);
  size_t i = 0, j = size / 2;
  for (size_t k = 0; k < size; ++k) {
    if (j >= size || (i < size / 2 && v[i] < v[j])) {
      u[k] = v[i];
      ++i;
    } else {
      u[k] = v[j];
      ++j;
    }
  }
  for (size_t k = 0; k < size; ++k) {
    v[k] = u[k];
  }
  free(u);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergehalves>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jae    120b <mergehalves+0xeb>
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jae    11ac <mergehalves+0x8c>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
shr    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    11d3 <mergehalves+0xb3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11d3 <mergehalves+0xb3>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    11f5 <mergehalves+0xd5>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11fa <mergehalves+0xda>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    115f <mergehalves+0x3f>
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jae    1248 <mergehalves+0x128>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1213 <mergehalves+0xf3>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergehalves>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%rbx
lea    0x0(,%rdi,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
test   %rbx,%rbx
je     11b5 <mergehalves+0x85>
mov    %rbx,%r8
shr    %r8
xor    %ecx,%ecx
mov    %r8,%rdx
xor    %esi,%esi
jmp    1175 <mergehalves+0x45>
xchg   %ax,%ax
mov    (%r14,%rsi,4),%edi
mov    %edi,(%r15,%rcx,4)
add    $0x1,%rsi
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rbx
je     119e <mergehalves+0x6e>
cmp    %rbx,%rdx
jae    1160 <mergehalves+0x30>
cmp    %r8,%rsi
jae    1190 <mergehalves+0x60>
mov    (%r14,%rsi,4),%edi
mov    (%r14,%rdx,4),%eax
cmp    %eax,%edi
jl     1164 <mergehalves+0x34>
jmp    1194 <mergehalves+0x64>
nopl   (%rax)
mov    (%r14,%rdx,4),%eax
mov    %eax,(%r15,%rcx,4)
add    $0x1,%rdx
jmp    116c <mergehalves+0x3c>
test   %rbx,%rbx
je     11b5 <mergehalves+0x85>
shl    $0x2,%rbx
mov    %r14,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %rbx,%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r15,%rdi
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @mergehalves(i64 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i64
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
store i64 %0, i64* %3
store i32* %1, i32** %4
%10 = load i64, i64* %3
%11 = mul i64 4, %10
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = call i32* @malloc(i32 %12)
store i32* %13, i32** %5
store i64 0, i64* %6
%14 = load i64, i64* %3
%15 = udiv i64 %14, 2
store i64 %15, i64* %7
store i64 0, i64* %8
br label %16
16: ; preds = %60, %2
%17 = load i64, i64* %8
%18 = load i64, i64* %3
%19 = icmp ult i64 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %63
20: ; preds = %16
%21 = load i64, i64* %7
%22 = load i64, i64* %3
%23 = icmp uge i64 %21, %22
br i1 %23, label %39, label %24
24: ; preds = %20
%25 = load i64, i64* %6
%26 = load i64, i64* %3
%27 = udiv i64 %26, 2
%28 = icmp ult i64 %25, %27
br i1 %28, label %29, label %49
29: ; preds = %24
%30 = load i32*, i32** %4
%31 = load i64, i64* %6
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = load i32*, i32** %4
%35 = load i64, i64* %7
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp slt i32 %33, %37
br i1 %38, label %39, label %49
39: ; preds = %29, %20
%40 = load i32*, i32** %4
%41 = load i64, i64* %6
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = load i32*, i32** %5
%45 = load i64, i64* %8
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %45
store i32 %43, i32* %46
%47 = load i64, i64* %6
%48 = add i64 %47, 1
store i64 %48, i64* %6
br label %59
49: ; preds = %29, %24
%50 = load i32*, i32** %4
%51 = load i64, i64* %7
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = load i32*, i32** %5
%55 = load i64, i64* %8
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %55
store i32 %53, i32* %56
%57 = load i64, i64* %7
%58 = add i64 %57, 1
store i64 %58, i64* %7
br label %59
59: ; preds = %49, %39
br label %60
60: ; preds = %59
%61 = load i64, i64* %8
%62 = add i64 %61, 1
store i64 %62, i64* %8
br label %16
63: ; preds = %16
store i64 0, i64* %9
br label %64
64: ; preds = %76, %63
%65 = load i64, i64* %9
%66 = load i64, i64* %3
%67 = icmp ult i64 %65, %66
br i1 %67, label %68, label %79
68: ; preds = %64
%69 = load i32*, i32** %5
%70 = load i64, i64* %9
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32*, i32** %4
%74 = load i64, i64* %9
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %74
store i32 %72, i32* %75
br label %76
76: ; preds = %68
%77 = load i64, i64* %9
%78 = add i64 %77, 1
store i64 %78, i64* %9
br label %64
79: ; preds = %64
%80 = load i32*, i32** %5
%81 = call i32 @free(i32* %80)
ret void
}

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