#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 */
scalar_t__ merge(int *, int, int, int);
long long int mergesort(int a[], int low, int high) {
  int mid;
  long long int invcount = 0;
  if (low < high) {
    mid = (low + high) / 2;
    invcount = mergesort(a, low, mid);
    invcount += mergesort(a, mid + 1, high);
    invcount += merge(a, low, high, mid);
  }
  return invcount;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergesort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    119e <mergesort+0x7e>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1040 <mergesort@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1040 <mergesort@plt>
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
call   1030 <merge@plt>
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergesort>:
cmp    %edx,%esi
jge    1185 <mergesort+0x65>
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%r12d
mov    %rdi,%r15
lea    (%r14,%r12,1),%eax
mov    %eax,%ebx
shr    $0x1f,%ebx
add    %eax,%ebx
sar    %ebx
mov    %ebx,%edx
call   1040 <mergesort@plt>
mov    %rax,%r13
lea    0x1(%rbx),%esi
mov    %r15,%rdi
mov    %r14d,%edx
call   1040 <mergesort@plt>
mov    %rax,%rbp
add    %r13,%rbp
mov    %r15,%rdi
mov    %r12d,%esi
mov    %r14d,%edx
mov    %ebx,%ecx
call   1030 <merge@plt>
add    %rbp,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %eax,%eax
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i64 @mergesort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %4, label %7, label %5
5: ; preds = %3, %7
%6 = phi i64 [ %15, %7 ], [ 0, %3 ]
ret i64 %6
7: ; preds = %3
%8 = add nsw i32 %2, %1
%9 = sdiv i32 %8, 2
%10 = tail call i64 @mergesort(i32* %0, i32 %1, i32 %9)
%11 = add nsw i32 %9, 1
%12 = tail call i64 @mergesort(i32* %0, i32 %11, i32 %2)
%13 = add nsw i64 %12, %10
%14 = tail call i64 @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %9)
%15 = add nsw i64 %13, %14
br label %5
}