#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*/ mergeSort(int *, int, int, int *);
int omp_get_max_threads();
int omp_get_thread_num();
int /*<<< orphan*/ spmdMerge(int *, int, int, int, int *, int, int, int, int);
int /*<<< orphan*/ swap(int **, int **);
int *parMergeSort(int *a, int *b, int n) {
  int nt = omp_get_max_threads();
  int temp = nt;
  int lognt = 0;
  while (temp >>= 1)
    lognt++;
#pragma omp parallel firstprivate(a, b)
  {
    int id = omp_get_thread_num();
    int lower = id * n / nt;
    int upper = (id + 1) * n / nt;
    mergeSort(a, lower, upper, b);
#pragma omp barrier
    int nmt = 1;
    for (int i = 1; i <= lognt; i++) {
      swap(&a, &b);
      int chunk = nmt * n / nt;
      nmt *= 2;
      int idc = (id / nmt) * nmt;
      int low1 = idc * n / nt;
      int low2 = low1 + chunk;
      int up2 = low2 + chunk - 1;
      spmdMerge(a, low1, low2, up2, b, n, nmt, id, nt);
#pragma omp barrier
    }
  }
  if (lognt % 2)
    return a;
  else
    return b;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<parMergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1060 <omp_get_max_threads@plt>
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     119a <parMergeSort+0x4a>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    117a <parMergeSort+0x2a>
mov    $0x0,%al
call   1030 <omp_get_thread_num@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x20(%rbp)
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x20(%rbp)
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%esi
mov    -0x34(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
call   1040 <mergeSort@plt>
movl   $0x1,-0x38(%rbp)
movl   $0x1,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jg     1285 <parMergeSort+0x135>
lea    -0x10(%rbp),%rdi
lea    -0x18(%rbp),%rsi
call   1070 <swap@plt>
mov    -0x38(%rbp),%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x20(%rbp)
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x38(%rbp)
imul   -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
imul   -0x1c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x20(%rbp)
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    -0x40(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x48(%rbp),%esi
mov    -0x4c(%rbp),%edx
mov    -0x50(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%r8
mov    -0x1c(%rbp),%r9d
mov    -0x38(%rbp),%r11d
mov    -0x2c(%rbp),%r10d
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %r11d,(%rsp)
mov    %r10d,0x8(%rsp)
mov    %eax,0x10(%rsp)
call   1050 <spmdMerge@plt>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    11e4 <parMergeSort+0x94>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
je     12a6 <parMergeSort+0x156>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    12ae <parMergeSort+0x15e>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x70,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<parMergeSort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%r14d
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%rbx
mov    %rdi,0x10(%rsp)
mov    %rsi,0x8(%rsp)
xor    %r12d,%r12d
xor    %eax,%eax
call   1060 <omp_get_max_threads@plt>
mov    %eax,%r13d
cmp    $0x2,%eax
jb     119d <parMergeSort+0x4d>
xor    %r12d,%r12d
mov    %r13d,%eax
mov    %r13d,%ecx
nopl   0x0(%rax)
sar    %ecx
add    $0x1,%r12d
cmp    $0x3,%eax
mov    %ecx,%eax
ja     1190 <parMergeSort+0x40>
xor    %eax,%eax
call   1030 <omp_get_thread_num@plt>
mov    %eax,%ebp
imul   %r14d,%eax
cltd
idiv   %r13d
mov    %eax,%esi
lea    0x1(%rbp),%eax
imul   %r14d,%eax
cltd
idiv   %r13d
mov    %rbx,%rdi
mov    %eax,%edx
mov    %r15,%rcx
call   1040 <mergeSort@plt>
test   %r12d,%r12d
je     1249 <parMergeSort+0xf9>
mov    $0x1,%r15d
mov    %r12d,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x10(%rsp),%rdi
lea    0x8(%rsp),%rsi
call   1070 <swap@plt>
mov    %r15d,%eax
imul   %r14d,%eax
cltd
idiv   %r13d
mov    %eax,%ecx
add    %r15d,%r15d
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %r15d
mov    %ebp,%eax
sub    %edx,%eax
imul   %r14d,%eax
cltd
idiv   %r13d
lea    (%rax,%rcx,1),%edx
mov    0x10(%rsp),%rdi
mov    0x8(%rsp),%r8
add    %edx,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
sub    $0x8,%rsp
mov    %eax,%esi
mov    %r14d,%r9d
push   %r13
push   %rbp
push   %r15
call   1050 <spmdMerge@plt>
add    $0x20,%rsp
add    $0xffffffff,%ebx
jne    11e0 <parMergeSort+0x90>
mov    0x8(%rsp),%r15
mov    0x10(%rsp),%rbx
test   $0x1,%r12b
cmove  %r15,%rbx
mov    %rbx,%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @parMergeSort(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 i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32 %2, i32* %7
%21 = call i32 (...) @omp_get_max_threads()
store i32 %21, i32* %8
%22 = load i32, i32* %8
store i32 %22, i32* %9
store i32 0, i32* %10
br label %23
23: ; preds = %27, %3
%24 = load i32, i32* %9
%25 = ashr i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %9
%26 = icmp ne i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %30
27: ; preds = %23
%28 = load i32, i32* %10
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %10
br label %23
30: ; preds = %23
%31 = call i32 (...) @omp_get_thread_num()
store i32 %31, i32* %11
%32 = load i32, i32* %11
%33 = load i32, i32* %7
%34 = mul nsw i32 %32, %33
%35 = load i32, i32* %8
%36 = sdiv i32 %34, %35
store i32 %36, i32* %12
%37 = load i32, i32* %11
%38 = add nsw i32 %37, 1
%39 = load i32, i32* %7
%40 = mul nsw i32 %38, %39
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sdiv i32 %40, %41
store i32 %42, i32* %13
%43 = load i32*, i32** %5
%44 = load i32, i32* %12
%45 = load i32, i32* %13
%46 = load i32*, i32** %6
%47 = call i32 @mergeSort(i32* %43, i32 %44, i32 %45, i32* %46)
store i32 1, i32* %14
store i32 1, i32* %15
br label %48
48: ; preds = %88, %30
%49 = load i32, i32* %15
%50 = load i32, i32* %10
%51 = icmp sle i32 %49, %50
br i1 %51, label %52, label %91
52: ; preds = %48
%53 = call i32 @swap(i32** %5, i32** %6)
%54 = load i32, i32* %14
%55 = load i32, i32* %7
%56 = mul nsw i32 %54, %55
%57 = load i32, i32* %8
%58 = sdiv i32 %56, %57
store i32 %58, i32* %16
%59 = load i32, i32* %14
%60 = mul nsw i32 %59, 2
store i32 %60, i32* %14
%61 = load i32, i32* %11
%62 = load i32, i32* %14
%63 = sdiv i32 %61, %62
%64 = load i32, i32* %14
%65 = mul nsw i32 %63, %64
store i32 %65, i32* %17
%66 = load i32, i32* %17
%67 = load i32, i32* %7
%68 = mul nsw i32 %66, %67
%69 = load i32, i32* %8
%70 = sdiv i32 %68, %69
store i32 %70, i32* %18
%71 = load i32, i32* %18
%72 = load i32, i32* %16
%73 = add nsw i32 %71, %72
store i32 %73, i32* %19
%74 = load i32, i32* %19
%75 = load i32, i32* %16
%76 = add nsw i32 %74, %75
%77 = sub nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %20
%78 = load i32*, i32** %5
%79 = load i32, i32* %18
%80 = load i32, i32* %19
%81 = load i32, i32* %20
%82 = load i32*, i32** %6
%83 = load i32, i32* %7
%84 = load i32, i32* %14
%85 = load i32, i32* %11
%86 = load i32, i32* %8
%87 = call i32 @spmdMerge(i32* %78, i32 %79, i32 %80, i32 %81, i32* %82, i32 %83, i32 %84, i32 %85, i32 %86)
br label %88
88: ; preds = %52
%89 = load i32, i32* %15
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %15
br label %48
91: ; preds = %48
%92 = load i32, i32* %10
%93 = srem i32 %92, 2
%94 = icmp ne i32 %93, 0
br i1 %94, label %95, label %97
95: ; preds = %91
%96 = load i32*, i32** %5
store i32* %96, i32** %4
br label %99
97: ; preds = %91
%98 = load i32*, i32** %6
store i32* %98, i32** %4
br label %99
99: ; preds = %97, %95
%100 = load i32*, i32** %4
ret i32* %100
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @parMergeSort(i32* %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %4
store i32* %1, i32** %5
%6 = tail call i32 (...) @omp_get_max_threads()
%7 = icmp ult i32 %6, 2
br i1 %7, label %14, label %8
8: ; preds = %3, %8
%9 = phi i32 [ %11, %8 ], [ %6, %3 ]
%10 = phi i32 [ %12, %8 ], [ 0, %3 ]
%11 = ashr i32 %9, 1
%12 = add nuw nsw i32 %10, 1
%13 = icmp ult i32 %9, 4
br i1 %13, label %14, label %8
14: ; preds = %8, %3
%15 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %12, %8 ]
%16 = tail call i32 (...) @omp_get_thread_num()
%17 = mul nsw i32 %16, %2
%18 = sdiv i32 %17, %6
%19 = add nsw i32 %16, 1
%20 = mul nsw i32 %19, %2
%21 = sdiv i32 %20, %6
%22 = tail call i32 @mergeSort(i32* %0, i32 %18, i32 %21, i32* %1)
%23 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %23, label %27, label %33
24: ; preds = %33
%25 = load i32*, i32** %5
%26 = load i32*, i32** %4
br label %27
27: ; preds = %24, %14
%28 = phi i32* [ %26, %24 ], [ %0, %14 ]
%29 = phi i32* [ %25, %24 ], [ %1, %14 ]
%30 = and i32 %15, 1
%31 = icmp eq i32 %30, 0
%32 = select i1 %31, i32* %29, i32* %28
ret i32* %32
33: ; preds = %14, %33
%34 = phi i32 [ %39, %33 ], [ 1, %14 ]
%35 = phi i32 [ %50, %33 ], [ 1, %14 ]
%36 = call i32 @swap(i32** %4, i32** %5)
%37 = mul nsw i32 %34, %2
%38 = sdiv i32 %37, %6
%39 = shl nsw i32 %34, 1
%40 = srem i32 %16, %39
%41 = sub i32 %16, %40
%42 = mul nsw i32 %41, %2
%43 = sdiv i32 %42, %6
%44 = add nsw i32 %43, %38
%45 = add i32 %38, -1
%46 = add i32 %45, %44
%47 = load i32*, i32** %4
%48 = load i32*, i32** %5
%49 = call i32 @spmdMerge(i32* %47, i32 %43, i32 %44, i32 %46, i32* %48, i32 %2, i32 %39, i32 %16, i32 %6)
%50 = add nuw i32 %35, 1
%51 = icmp eq i32 %35, %15
br i1 %51, label %24, label %33
}