#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*/ memcpy(int *, int *, int);
void merge(int A[], int p, int q, int r) {
  int i, j, k;
  int n1 = q - p + 1;
  int n2 = r - q;
  int L[n1];
  int R[n2];
  memcpy(L, A + p, n1 * sizeof(int));
  memcpy(R, A + q + 1, n2 * sizeof(int));
  for (i = 0, j = 0, k = p; k <= r; k++) {
    if (i == n1) {
      A[k] = R[j++];
    } else if (j == n2) {
      A[k] = L[i++];
    } else if (L[i] <= R[j]) {
      A[k] = L[i++];
    } else {
      A[k] = R[j++];
    }
  }
}


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    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rcx
and    $0xfffffffffffffff0,%rcx
mov    %rsp,%rdi
sub    %rcx,%rdi
mov    %rdi,-0x50(%rbp)
mov    %rdi,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
movslq -0x24(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
add    $0x4,%rsi
movslq -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <memcpy@plt>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     12c9 <merge+0x1b9>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jne    121a <merge+0x10a>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12b6 <merge+0x1a6>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jne    124b <merge+0x13b>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12b1 <merge+0x1a1>
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     128c <merge+0x17c>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12ac <merge+0x19c>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12b1 <merge+0x1a1>
jmp    12b6 <merge+0x1a6>
jmp    12bb <merge+0x1ab>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11dd <merge+0xcd>
mov    -0x30(%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    %ecx,%r12d
mov    %rdi,%rbx
mov    %rdi,-0x40(%rbp)
mov    %edx,-0x30(%rbp)
mov    %edx,%eax
sub    %esi,%eax
lea    0x1(%rax),%r13d
mov    %ecx,%r14d
sub    %edx,%r14d
lea    0xf(,%r13,4),%rcx
and    $0xfffffffffffffff0,%rcx
mov    %rsp,%rdi
sub    %rcx,%rdi
mov    %rdi,%rsp
lea    0xf(,%r14,4),%rcx
and    $0xfffffffffffffff0,%rcx
mov    %rsp,%r15
sub    %rcx,%r15
mov    %r15,%rsp
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
movslq %esi,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
lea    (%rbx,%rcx,4),%rbx
lea    0x4(,%rax,4),%edx
mov    %rdi,-0x38(%rbp)
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
movslq -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rsi
add    $0x4,%rsi
lea    0x0(,%r14,4),%edx
mov    %r15,%rdi
call   1030 <memcpy@plt>
cmp    %r12d,-0x48(%rbp)
jle    11bc <merge+0xac>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
sub    -0x2c(%rbp),%r12d
add    $0x1,%r12d
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
jmp    11e9 <merge+0xd9>
nopl   0x0(%rax)
movslq %edx,%rcx
add    $0x1,%edx
mov    (%r15,%rcx,4),%esi
mov    %r13d,%ecx
mov    %esi,(%rbx,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %eax,%r12d
je     11ad <merge+0x9d>
cmp    %r13d,%ecx
je     11d0 <merge+0xc0>
cmp    %r14d,%edx
jne    1210 <merge+0x100>
movslq %ecx,%rdx
add    $0x1,%ecx
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    (%rsi,%rdx,4),%esi
mov    %r14d,%edx
jmp    11dd <merge+0xcd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq %ecx,%rsi
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    (%rdi,%rsi,4),%esi
movslq %edx,%rdi
mov    (%r15,%rdi,4),%edi
cmp    %edi,%esi
jle    122c <merge+0x11c>
add    $0x1,%edx
mov    %edi,%esi
jmp    11dd <merge+0xcd>
add    $0x1,%ecx
jmp    11dd <merge+0xcd>

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

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