#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*/ printf(char *, int, int, int);
void mergeSort(int arr[], int low, int mid, int high) {
  int i, m, k, l, temp[high];
  printf("merge low = %d, mid = %d, high = %d\n", low, mid, high);
  l = low;
  i = low;
  m = mid + 1;
  while ((l <= mid) && (m <= high)) {
    if (arr[l] <= arr[m]) {
      temp[i] = arr[l];
      l++;
    } else {
      temp[i] = arr[m];
      m++;
    }
    i++;
  }
  if (l > mid) {
    for (k = m; k <= high; k++) {
      temp[i] = arr[k];
      i++;
    }
  } else {
    for (k = l; k <= mid; k++) {
      temp[i] = arr[k];
      i++;
    }
  }
  for (k = low; k <= high; k++) {
    arr[k] = temp[k];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
lea    0xea4(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x41(%rbp)
jg     1193 <mergeSort+0x83>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x41(%rbp)
mov    -0x41(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11a3 <mergeSort+0x93>
jmp    1210 <mergeSort+0x100>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11e3 <mergeSort+0xd3>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1202 <mergeSort+0xf2>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1176 <mergeSort+0x66>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    1260 <mergeSort+0x150>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     125b <mergeSort+0x14b>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1222 <mergeSort+0x112>
jmp    12a4 <mergeSort+0x194>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     129f <mergeSort+0x18f>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1266 <mergeSort+0x156>
jmp    12a4 <mergeSort+0x194>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     12da <mergeSort+0x1ca>
mov    -0x40(%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    12aa <mergeSort+0x19a>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeSort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%r12d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r13
mov    %ecx,%eax
mov    %rsp,%rbx
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%rbx
mov    %rbx,%rsp
lea    0xea8(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
lea    0x1(%r12),%eax
cmp    %r12d,%r15d
jg     11e9 <mergeSort+0xc9>
cmp    %r14d,%r12d
jge    11e9 <mergeSort+0xc9>
movslq %r15d,%rcx
mov    %rbx,%r10
lea    (%rbx,%rcx,4),%rsi
mov    %r15d,%r8d
mov    %r15d,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%edi
cltq
mov    0x0(%r13,%rax,4),%r9d
xor    %edx,%edx
xor    %ebx,%ebx
cmp    %r9d,%edi
setg   %dl
setle  %bl
cmovg  %r9d,%edi
add    %ebx,%ecx
add    %edx,%eax
mov    %edi,(%rsi)
add    $0x1,%r8d
cmp    %r12d,%ecx
jg     11b8 <mergeSort+0x98>
add    $0x4,%rsi
cmp    %r14d,%eax
jle    1180 <mergeSort+0x60>
cmp    %r12d,%ecx
jle    11f7 <mergeSort+0xd7>
cmp    %r14d,%eax
mov    %r10,%rbx
jg     121f <mergeSort+0xff>
movslq %r8d,%rcx
lea    (%rbx,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %r14d,%ecx
sub    %eax,%ecx
lea    0x4(,%rcx,4),%rdx
jmp    121a <mergeSort+0xfa>
mov    %rbx,%r10
mov    %r15d,%ecx
mov    %r15d,%r8d
cmp    %r12d,%ecx
jg     11bd <mergeSort+0x9d>
movslq %r8d,%rax
mov    %r10,%rbx
lea    (%r10,%rax,4),%rdi
movslq %ecx,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
sub    %ecx,%r12d
lea    0x4(,%r12,4),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
sub    %r15d,%r14d
jl     1243 <mergeSort+0x123>
movslq %r15d,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %r13,%rdi
lea    (%rbx,%rax,4),%rsi
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [37 x i8] c"merge low = %d, mid = %d, high = %d\0A\00"
define void @mergeSort(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 i32
%13 = alloca i8*
%14 = alloca i64
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%15 = load i32, i32* %8
%16 = zext i32 %15 to i64
%17 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %17, i8** %13
%18 = alloca i32, i64 %16
store i64 %16, i64* %14
%19 = load i32, i32* %6
%20 = load i32, i32* %7
%21 = load i32, i32* %8
%22 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([37 x i8], [37 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %19, i32 %20, i32 %21)
%23 = load i32, i32* %6
store i32 %23, i32* %12
%24 = load i32, i32* %6
store i32 %24, i32* %9
%25 = load i32, i32* %7
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %10
br label %27
27: ; preds = %71, %4
%28 = load i32, i32* %12
%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* %10
%33 = load i32, i32* %8
%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 %74
37: ; preds = %35
%38 = load i32*, i32** %5
%39 = load i32, i32* %12
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = load i32*, i32** %5
%44 = load i32, i32* %10
%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 %60
49: ; preds = %37
%50 = load i32*, i32** %5
%51 = load i32, i32* %12
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = load i32, i32* %9
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %56
store i32 %54, i32* %57
%58 = load i32, i32* %12
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %12
br label %71
60: ; preds = %37
%61 = load i32*, i32** %5
%62 = load i32, i32* %10
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = load i32, i32* %9
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %67
store i32 %65, i32* %68
%69 = load i32, i32* %10
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %10
br label %71
71: ; preds = %60, %49
%72 = load i32, i32* %9
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %9
br label %27
74: ; preds = %35
%75 = load i32, i32* %12
%76 = load i32, i32* %7
%77 = icmp sgt i32 %75, %76
br i1 %77, label %78, label %99
78: ; preds = %74
%79 = load i32, i32* %10
store i32 %79, i32* %11
br label %80
80: ; preds = %95, %78
%81 = load i32, i32* %11
%82 = load i32, i32* %8
%83 = icmp sle i32 %81, %82
br i1 %83, label %84, label %98
84: ; preds = %80
%85 = load i32*, i32** %5
%86 = load i32, i32* %11
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = load i32, i32* %9
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %91
store i32 %89, i32* %92
%93 = load i32, i32* %9
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %9
br label %95
95: ; preds = %84
%96 = load i32, i32* %11
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %11
br label %80
98: ; preds = %80
br label %120
99: ; preds = %74
%100 = load i32, i32* %12
store i32 %100, i32* %11
br label %101
101: ; preds = %116, %99
%102 = load i32, i32* %11
%103 = load i32, i32* %7
%104 = icmp sle i32 %102, %103
br i1 %104, label %105, label %119
105: ; preds = %101
%106 = load i32*, i32** %5
%107 = load i32, i32* %11
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 %108
%110 = load i32, i32* %109
%111 = load i32, i32* %9
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %112
store i32 %110, i32* %113
%114 = load i32, i32* %9
%115 = add nsw i32 %114, 1
store i32 %115, i32* %9
br label %116
116: ; preds = %105
%117 = load i32, i32* %11
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %11
br label %101
119: ; preds = %101
br label %120
120: ; preds = %119, %98
%121 = load i32, i32* %6
store i32 %121, i32* %11
br label %122
122: ; preds = %135, %120
%123 = load i32, i32* %11
%124 = load i32, i32* %8
%125 = icmp sle i32 %123, %124
br i1 %125, label %126, label %138
126: ; preds = %122
%127 = load i32, i32* %11
%128 = sext i32 %127 to i64
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %128
%130 = load i32, i32* %129
%131 = load i32*, i32** %5
%132 = load i32, i32* %11
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %131, i64 %133
store i32 %130, i32* %134
br label %135
135: ; preds = %126
%136 = load i32, i32* %11
%137 = add nsw i32 %136, 1
store i32 %137, i32* %11
br label %122
138: ; preds = %122
%139 = load i8*, i8** %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [37 x i8] c"merge low = %d, mid = %d, high = %d\0A\00"
define void @mergeSort(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = zext i32 %3 to i64
%6 = alloca i32, i64 %5
%7 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([37 x i8], [37 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %1, i32 %2, i32 %3)
%8 = add nsw i32 %2, 1
%9 = icmp sle i32 %1, %2
%10 = icmp slt i32 %2, %3
%11 = and i1 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %38
12: ; preds = %4
%13 = sext i32 %1 to i64
br label %14
14: ; preds = %12, %14
%15 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %32, %14 ]
%16 = phi i32 [ %8, %12 ], [ %30, %14 ]
%17 = phi i32 [ %1, %12 ], [ %28, %14 ]
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = sext i32 %16 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp sgt i32 %20, %23
%25 = select i1 %24, i32 %23, i32 %20
%26 = xor i1 %24, true
%27 = zext i1 %26 to i32
%28 = add nsw i32 %17, %27
%29 = zext i1 %24 to i32
%30 = add nsw i32 %16, %29
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %15
store i32 %25, i32* %31
%32 = add i64 %15, 1
%33 = icmp sle i32 %28, %2
%34 = icmp sle i32 %30, %3
%35 = select i1 %33, i1 %34, i1 false
br i1 %35, label %14, label %36
36: ; preds = %14
%37 = trunc i64 %32 to i32
br label %38
38: ; preds = %36, %4
%39 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %28, %36 ]
%40 = phi i32 [ %8, %4 ], [ %30, %36 ]
%41 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %37, %36 ]
%42 = icmp sgt i32 %39, %2
br i1 %42, label %54, label %43
43: ; preds = %38
%44 = sext i32 %41 to i64
%45 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %44
%46 = bitcast i32* %45 to i8*
%47 = sext i32 %39 to i64
%48 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %47
%49 = bitcast i32* %48 to i8*
%50 = sub i32 %2, %39
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = shl nuw nsw i64 %51, 2
%53 = add nuw nsw i64 %52, 4
br label %67
54: ; preds = %38
%55 = icmp sgt i32 %40, %3
br i1 %55, label %67, label %56
56: ; preds = %54
%57 = sext i32 %41 to i64
%58 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %57
%59 = bitcast i32* %58 to i8*
%60 = sext i32 %40 to i64
%61 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %60
%62 = bitcast i32* %61 to i8*
%63 = sub i32 %3, %40
%64 = zext i32 %63 to i64
%65 = shl nuw nsw i64 %64, 2
%66 = add nuw nsw i64 %65, 4
br label %67
67: ; preds = %43, %56, %54
%68 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %68, label %79, label %69
69: ; preds = %67
%70 = sext i32 %1 to i64
%71 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %70
%72 = bitcast i32* %71 to i8*
%73 = getelementptr i32, i32* %6, i64 %70
%74 = bitcast i32* %73 to i8*
%75 = sub i32 %3, %1
%76 = zext i32 %75 to i64
%77 = shl nuw nsw i64 %76, 2
%78 = add nuw nsw i64 %77, 4
br label %79
79: ; preds = %69, %67
ret void
}