void __merge(int *a, int l, int r) {
  int m = (l + r) / 2;
  int i = l;
  int j = m + 1;
  int k = 0;
  int t[r - l + 1];
  while (i <= m && j <= r) {
    t[k++] = (a[i] <= a[j]) ? a[i++] : a[j++];
  }
  while (i <= m) {
    t[k++] = a[i++];
  }
  while (j <= r) {
    t[k++] = a[j++];
  }
  i = l;
  j = 0;
  while (j < k) {
    a[i++] = t[j++];
  }
}


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    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %ecx,%eax
sar    %eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%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
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x39(%rbp)
jg     1188 <__merge+0x88>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x39(%rbp)
mov    -0x39(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1198 <__merge+0x98>
jmp    1206 <__merge+0x106>
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
jg     11d1 <__merge+0xd1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    11e9 <__merge+0xe9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    116b <__merge+0x6b>
jmp    120b <__merge+0x10b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1246 <__merge+0x146>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    120b <__merge+0x10b>
jmp    124b <__merge+0x14b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     1286 <__merge+0x186>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x1c(%rbp)
movslq %edx,%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x20(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    124b <__merge+0x14b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    12ce <__merge+0x1ce>
mov    -0x38(%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
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1293 <__merge+0x193>
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   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%r8d
mov    %rdi,%r13
lea    (%r8,%rsi,1),%eax
mov    %eax,%r12d
shr    $0x1f,%r12d
add    %eax,%r12d
sar    %r12d
lea    0x1(%r12),%r14d
mov    %edx,%eax
sub    %esi,%eax
add    $0x1,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rsp,%r9
sub    %rax,%r9
mov    %r9,%rsp
xor    %r15d,%r15d
cmp    %esi,%r12d
jl     11a8 <__merge+0x98>
cmp    %r8d,%r12d
jge    11a8 <__merge+0x98>
xor    %r15d,%r15d
mov    %esi,%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cltq
mov    0x0(%r13,%rax,4),%ecx
movslq %r14d,%r14
mov    0x0(%r13,%r14,4),%edx
xor    %ebx,%ebx
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ecx
setle  %bl
setg   %dil
cmovg  %edx,%ecx
add    %edi,%r14d
add    %ebx,%eax
mov    %ecx,(%r9,%r15,4)
add    $0x1,%r15
cmp    %r12d,%eax
jg     11aa <__merge+0x9a>
cmp    %r8d,%r14d
jle    1170 <__merge+0x60>
jmp    11aa <__merge+0x9a>
mov    %esi,%eax
sub    %eax,%r12d
mov    %rsi,-0x30(%rbp)
mov    %r9,-0x38(%rbp)
jl     11e5 <__merge+0xd5>
mov    %r15d,%ecx
lea    (%r9,%rcx,4),%rdi
cltq
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
lea    0x4(,%r12,4),%rdx
mov    %r8,%rbx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    %rbx,%r8
add    %r12d,%r15d
add    $0x1,%r15d
cmp    %r8d,%r14d
jg     121d <__merge+0x10d>
mov    %r15d,%eax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rdi
movslq %r14d,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %r14d,%r8d
lea    0x4(,%r8,4),%rdx
mov    %r8,%rbx
call   1030 <memcpy@plt>
add    %ebx,%r15d
add    $0x1,%r15d
mov    -0x30(%rbp),%rax
test   %r15d,%r15d
je     1243 <__merge+0x133>
cltq
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
mov    %r15d,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @__merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i64
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%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* %5
store i32 %17, i32* %8
%18 = load i32, i32* %7
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %9
store i32 0, i32* %10
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %5
%22 = sub nsw i32 %20, %21
%23 = add nsw i32 %22, 1
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %25, i8** %11
%26 = alloca i32, i64 %24
store i64 %24, i64* %12
br label %27
27: ; preds = %63, %3
%28 = load i32, i32* %8
%29 = load i32, i32* %7
%30 = icmp sle i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %27
%32 = load i32, i32* %9
%33 = load i32, i32* %6
%34 = icmp sle i32 %32, %33
br label %35
35: ; preds = %31, %27
%36 = phi i1 [ false, %27 ], [ %34, %31 ]
br i1 %36, label %37, label %69
37: ; preds = %35
%38 = load i32*, i32** %4
%39 = load i32, i32* %8
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = load i32*, i32** %4
%44 = load i32, i32* %9
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = icmp sle i32 %42, %47
br i1 %48, label %49, label %56
49: ; preds = %37
%50 = load i32*, i32** %4
%51 = load i32, i32* %8
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %8
%53 = sext i32 %51 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
br label %63
56: ; preds = %37
%57 = load i32*, i32** %4
%58 = load i32, i32* %9
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %9
%60 = sext i32 %58 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
br label %63
63: ; preds = %56, %49
%64 = phi i32 [ %55, %49 ], [ %62, %56 ]
%65 = load i32, i32* %10
%66 = add nsw i32 %65, 1
store i32 %66, i32* %10
%67 = sext i32 %65 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %67
store i32 %64, i32* %68
br label %27
69: ; preds = %35
br label %70
70: ; preds = %74, %69
%71 = load i32, i32* %8
%72 = load i32, i32* %7
%73 = icmp sle i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %85
74: ; preds = %70
%75 = load i32*, i32** %4
%76 = load i32, i32* %8
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %8
%78 = sext i32 %76 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = load i32, i32* %10
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %10
%83 = sext i32 %81 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %83
store i32 %80, i32* %84
br label %70
85: ; preds = %70
br label %86
86: ; preds = %90, %85
%87 = load i32, i32* %9
%88 = load i32, i32* %6
%89 = icmp sle i32 %87, %88
br i1 %89, label %90, label %101
90: ; preds = %86
%91 = load i32*, i32** %4
%92 = load i32, i32* %9
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %9
%94 = sext i32 %92 to i64
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
%97 = load i32, i32* %10
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %10
%99 = sext i32 %97 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %99
store i32 %96, i32* %100
br label %86
101: ; preds = %86
%102 = load i32, i32* %5
store i32 %102, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %103
103: ; preds = %107, %101
%104 = load i32, i32* %9
%105 = load i32, i32* %10
%106 = icmp slt i32 %104, %105
br i1 %106, label %107, label %118
107: ; preds = %103
%108 = load i32, i32* %9
%109 = add nsw i32 %108, 1
store i32 %109, i32* %9
%110 = sext i32 %108 to i64
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %110
%112 = load i32, i32* %111
%113 = load i32*, i32** %4
%114 = load i32, i32* %8
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %8
%116 = sext i32 %114 to i64
%117 = getelementptr inbounds i32, i32* %113, i64 %116
store i32 %112, i32* %117
br label %103
118: ; preds = %103
%119 = load i8*, i8** %11
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @__merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add nsw i32 %2, %1
%5 = sdiv i32 %4, 2
%6 = add nsw i32 %5, 1
%7 = sub i32 1, %1
%8 = add i32 %7, %2
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = alloca i32, i64 %9
%11 = bitcast i32* %10 to i8*
%12 = icmp sge i32 %5, %1
%13 = icmp slt i32 %5, %2
%14 = and i1 %12, %13
br i1 %14, label %35, label %17
15: ; preds = %35
%16 = trunc i64 %52 to i32
br label %17
17: ; preds = %15, %3
%18 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %16, %15 ]
%19 = phi i32 [ %6, %3 ], [ %47, %15 ]
%20 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %50, %15 ]
%21 = icmp slt i32 %5, %20
br i1 %21, label %57, label %22
22: ; preds = %17
%23 = zext i32 %18 to i64
%24 = getelementptr i32, i32* %10, i64 %23
%25 = bitcast i32* %24 to i8*
%26 = sext i32 %20 to i64
%27 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %26
%28 = bitcast i32* %27 to i8*
%29 = sub i32 %5, %20
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = shl nuw nsw i64 %30, 2
%32 = add nuw nsw i64 %31, 4
%33 = add i32 %18, %29
%34 = add i32 %33, 1
br label %57
35: ; preds = %3, %35
%36 = phi i64 [ %52, %35 ], [ 0, %3 ]
%37 = phi i32 [ %50, %35 ], [ %1, %3 ]
%38 = phi i32 [ %47, %35 ], [ %6, %3 ]
%39 = sext i32 %37 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = sext i32 %38 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp sgt i32 %41, %44
%46 = zext i1 %45 to i32
%47 = add nsw i32 %38, %46
%48 = xor i1 %45, true
%49 = zext i1 %48 to i32
%50 = add nsw i32 %37, %49
%51 = select i1 %45, i32 %44, i32 %41
%52 = add nuw i64 %36, 1
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 %36
store i32 %51, i32* %53
%54 = icmp sle i32 %50, %5
%55 = icmp sle i32 %47, %2
%56 = select i1 %54, i1 %55, i1 false
br i1 %56, label %35, label %15
57: ; preds = %22, %17
%58 = phi i32 [ %18, %17 ], [ %34, %22 ]
%59 = icmp sgt i32 %19, %2
br i1 %59, label %73, label %60
60: ; preds = %57
%61 = zext i32 %58 to i64
%62 = getelementptr i32, i32* %10, i64 %61
%63 = bitcast i32* %62 to i8*
%64 = sext i32 %19 to i64
%65 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %64
%66 = bitcast i32* %65 to i8*
%67 = sub i32 %2, %19
%68 = zext i32 %67 to i64
%69 = shl nuw nsw i64 %68, 2
%70 = add nuw nsw i64 %69, 4
%71 = add i32 %58, %67
%72 = add i32 %71, 1
br label %73
73: ; preds = %60, %57
%74 = phi i32 [ %58, %57 ], [ %72, %60 ]
%75 = icmp eq i32 %74, 0
br i1 %75, label %82, label %76
76: ; preds = %73
%77 = sext i32 %1 to i64
%78 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %77
%79 = bitcast i32* %78 to i8*
%80 = zext i32 %74 to i64
%81 = shl nuw nsw i64 %80, 2
br label %82
82: ; preds = %76, %73
ret void
}