void merge(int *array, int start, int middle, int end) {
  int i = start, j = middle + 1, k = start;
  int arrayTemp[end + 1];
  while ((i <= middle) || (j <= end)) {
    if (i > middle) {
      arrayTemp[k] = array[j];
      j++;
    } else if (j > end) {
      arrayTemp[k] = array[i];
      i++;
    } else if (array[i] < array[j]) {
      arrayTemp[k] = array[i];
      i++;
    } else {
      arrayTemp[k] = array[j];
      j++;
    }
    k++;
  }
  for (k = start; k <= end; k++)
    array[k] = arrayTemp[k];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%al
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x39(%rbp)
jle    1171 <merge+0x71>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x39(%rbp)
mov    -0x39(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1181 <merge+0x81>
jmp    1258 <merge+0x158>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    11b1 <merge+0xb1>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    124a <merge+0x14a>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    11e1 <merge+0xe1>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1245 <merge+0x145>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1221 <merge+0x121>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1240 <merge+0x140>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1245 <merge+0x145>
jmp    124a <merge+0x14a>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1154 <merge+0x54>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     128e <merge+0x18e>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    125e <merge+0x15e>
mov    -0x28(%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   %rbx
push   %rax
lea    0x1(%rcx),%eax
mov    %rsp,%r9
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r9
mov    %r9,%rsp
movslq %esi,%r8
cmp    %edx,%esi
jle    113d <merge+0x2d>
cmp    %ecx,%edx
jge    11a1 <merge+0x91>
lea    0x1(%rdx),%r10d
lea    (%r9,%r8,4),%r11
mov    %esi,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %edx,%eax
jle    1160 <merge+0x50>
movslq %r10d,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%ebx
mov    %ebx,(%r11)
jmp    1190 <merge+0x80>
nop
movslq %eax,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%r15d
cmp    %ecx,%r10d
jg     1178 <merge+0x68>
movslq %r10d,%rbx
mov    (%rdi,%rbx,4),%r14d
cmp    %r14d,%r15d
jge    1180 <merge+0x70>
mov    %r15d,(%r11)
add    $0x1,%eax
jmp    1194 <merge+0x84>
mov    %r14d,(%r11)
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r10d
add    $0x4,%r11
cmp    %edx,%eax
jle    1150 <merge+0x40>
cmp    %ecx,%r10d
jle    1150 <merge+0x40>
sub    %esi,%ecx
jl     11ba <merge+0xaa>
lea    (%rdi,%r8,4),%rdi
lea    (%r9,%r8,4),%rsi
lea    0x4(,%rcx,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x18(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = add nsw i32 %3, 1
%6 = zext i32 %5 to i64
%7 = alloca i32, i64 %6
%8 = icmp sle i32 %1, %2
%9 = icmp slt i32 %2, %3
%10 = or i1 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %14
11: ; preds = %4
%12 = add nsw i32 %2, 1
%13 = sext i32 %1 to i64
br label %26
14: ; preds = %55, %4
%15 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %15, label %62, label %16
16: ; preds = %14
%17 = sext i32 %1 to i64
%18 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %17
%19 = bitcast i32* %18 to i8*
%20 = getelementptr i32, i32* %7, i64 %17
%21 = bitcast i32* %20 to i8*
%22 = sub i32 %3, %1
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = shl nuw nsw i64 %23, 2
%25 = add nuw nsw i64 %24, 4
br label %62
26: ; preds = %11, %55
%27 = phi i64 [ %13, %11 ], [ %58, %55 ]
%28 = phi i32 [ %1, %11 ], [ %57, %55 ]
%29 = phi i32 [ %12, %11 ], [ %56, %55 ]
%30 = icmp sgt i32 %28, %2
br i1 %30, label %31, label %37
31: ; preds = %26
%32 = sext i32 %29 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %27
store i32 %34, i32* %35
%36 = add nsw i32 %29, 1
br label %55
37: ; preds = %26
%38 = icmp sgt i32 %29, %3
%39 = sext i32 %28 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
br i1 %38, label %42, label %45
42: ; preds = %37
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %27
store i32 %41, i32* %43
%44 = add nsw i32 %28, 1
br label %55
45: ; preds = %37
%46 = sext i32 %29 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp slt i32 %41, %48
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %27
br i1 %49, label %51, label %53
51: ; preds = %45
store i32 %41, i32* %50
%52 = add nsw i32 %28, 1
br label %55
53: ; preds = %45
store i32 %48, i32* %50
%54 = add nsw i32 %29, 1
br label %55
55: ; preds = %42, %53, %51, %31
%56 = phi i32 [ %36, %31 ], [ %29, %42 ], [ %29, %51 ], [ %54, %53 ]
%57 = phi i32 [ %28, %31 ], [ %44, %42 ], [ %52, %51 ], [ %28, %53 ]
%58 = add i64 %27, 1
%59 = icmp sle i32 %57, %2
%60 = icmp sle i32 %56, %3
%61 = select i1 %59, i1 true, i1 %60
br i1 %61, label %26, label %14
62: ; preds = %16, %14
ret void
}