#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 */
struct ListNode {
  int dummy;
};

/* Variables and functions */
struct ListNode *mergeTwoLists(struct ListNode *, struct ListNode *);
struct ListNode *mergeKLists(struct ListNode **lists, int listsSize) {
  int i = 0;
  while (i < listsSize - 1) {
    lists[i + 1] = mergeTwoLists(lists[i], lists[i + 1]);
    i++;
  }
  return lists[i];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeKLists>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    117b <mergeKLists+0x6b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rsi
call   1030 <mergeTwoLists@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1126 <mergeKLists+0x16>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeKLists>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdi,%r15
cmp    $0x2,%esi
jl     1150 <mergeKLists+0x40>
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,%r14d
mov    (%r15),%rax
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rbx),%r12
mov    0x8(%r15,%rbx,8),%rsi
mov    %rax,%rdi
call   1030 <mergeTwoLists@plt>
mov    %rax,0x8(%r15,%rbx,8)
mov    %r12,%rbx
cmp    %r12,%r14
jne    1130 <mergeKLists+0x20>
jmp    1153 <mergeKLists+0x43>
xor    %r14d,%r14d
mov    (%r15,%r14,8),%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
%struct.ListNode = type { i32 }
define %struct.ListNode* @mergeKLists(%struct.ListNode** %0, i32 %1) {
%3 = alloca %struct.ListNode**
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store %struct.ListNode** %0, %struct.ListNode*** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
br label %6
6: ; preds = %11, %2
%7 = load i32, i32* %5
%8 = load i32, i32* %4
%9 = sub nsw i32 %8, 1
%10 = icmp slt i32 %7, %9
br i1 %10, label %11, label %31
11: ; preds = %6
%12 = load %struct.ListNode**, %struct.ListNode*** %3
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %12, i64 %14
%16 = load %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %15
%17 = load %struct.ListNode**, %struct.ListNode*** %3
%18 = load i32, i32* %5
%19 = add nsw i32 %18, 1
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %17, i64 %20
%22 = load %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %21
%23 = call %struct.ListNode* @mergeTwoLists(%struct.ListNode* %16, %struct.ListNode* %22)
%24 = load %struct.ListNode**, %struct.ListNode*** %3
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, 1
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %24, i64 %27
store %struct.ListNode* %23, %struct.ListNode** %28
%29 = load i32, i32* %5
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %5
br label %6
31: ; preds = %6
%32 = load %struct.ListNode**, %struct.ListNode*** %3
%33 = load i32, i32* %5
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %32, i64 %34
%36 = load %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %35
ret %struct.ListNode* %36
}

LLVM IR (-O2):
%struct.ListNode = type { i32 }
define %struct.ListNode* @mergeKLists(%struct.ListNode** nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add i32 %1, -1
%4 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %4, label %5, label %18
5: ; preds = %2
%6 = zext i32 %3 to i64
%7 = load %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %0
br label %8
8: ; preds = %5, %8
%9 = phi %struct.ListNode* [ %7, %5 ], [ %14, %8 ]
%10 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %11, %8 ]
%11 = add nuw nsw i64 %10, 1
%12 = getelementptr inbounds %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %0, i64 %11
%13 = load %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %12
%14 = tail call %struct.ListNode* @mergeTwoLists(%struct.ListNode* %9, %struct.ListNode* %13)
store %struct.ListNode* %14, %struct.ListNode** %12
%15 = icmp eq i64 %11, %6
br i1 %15, label %16, label %8
16: ; preds = %8
%17 = zext i32 %3 to i64
br label %18
18: ; preds = %2, %16
%19 = phi i64 [ %17, %16 ], [ 0, %2 ]
%20 = getelementptr inbounds %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %0, i64 %19
%21 = load %struct.ListNode*, %struct.ListNode** %20
ret %struct.ListNode* %21
}