void merge(int array[], int low, int mid, int high) {
  int i = low, j = mid + 1;
  int index = low;
  int tempArray[1000];
  while (i <= mid && j <= high) {
    if (array[i] < array[j]) {
      tempArray[index++] = array[i++];
    } else {
      tempArray[index++] = array[j++];
    }
  }
  while (i <= mid) {
    tempArray[index++] = array[i++];
  }
  while (j <= high) {
    tempArray[index++] = array[j++];
  }
  for (i = low; i <= high; i++) {
    array[i] = tempArray[i];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xf50,%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    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0xfc1(%rbp)
jg     1150 <merge+0x50>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0xfc1(%rbp)
mov    -0xfc1(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1163 <merge+0x63>
jmp    11db <merge+0xdb>
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    11ad <merge+0xad>
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),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0xfc0(%rbp,%rax,4)
jmp    11d6 <merge+0xd6>
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),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0xfc0(%rbp,%rax,4)
jmp    112d <merge+0x2d>
jmp    11e0 <merge+0xe0>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     121a <merge+0x11a>
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),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0xfc0(%rbp,%rax,4)
jmp    11e0 <merge+0xe0>
jmp    121f <merge+0x11f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1259 <merge+0x159>
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),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x20(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0xfc0(%rbp,%rax,4)
jmp    121f <merge+0x11f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     128f <merge+0x18f>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0xfc0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    125f <merge+0x15f>
add    $0xf50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xfb8,%rsp
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
lea    0x1(%r13),%ebp
movslq %esi,%rax
cmp    %edx,%esi
mov    %rax,0x8(%rsp)
jg     1187 <merge+0x77>
cmp    %r14d,%r13d
jge    1187 <merge+0x77>
lea    (%rsp,%rax,4),%rdx
add    $0x10,%rdx
mov    %r15d,%r8d
mov    %r15d,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%r12,%rcx,4),%esi
movslq %ebp,%rbp
mov    (%r12,%rbp,4),%edi
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
cmp    %edi,%esi
setge  %bl
setl   %al
cmovl  %esi,%edi
add    %eax,%ecx
add    %ebx,%ebp
mov    %edi,(%rdx)
add    $0x1,%r8d
cmp    %r13d,%ecx
jg     118d <merge+0x7d>
add    $0x4,%rdx
cmp    %r14d,%ebp
jle    1150 <merge+0x40>
jmp    118d <merge+0x7d>
mov    %r15d,%ecx
mov    %r15d,%r8d
cmp    %r13d,%ecx
jle    11cc <merge+0xbc>
cmp    %r14d,%ebp
jle    11fb <merge+0xeb>
sub    %r15d,%r14d
jl     11ba <merge+0xaa>
mov    0x8(%rsp),%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rdi
lea    (%rsp,%rax,4),%rsi
add    $0x10,%rsi
lea    0x4(,%r14,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
add    $0xfb8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movslq %r8d,%rbx
lea    (%rsp,%rbx,4),%rdi
add    $0x10,%rdi
movslq %ecx,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
sub    %ecx,%r13d
lea    0x4(,%r13,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
lea    (%rbx,%r13,1),%r8d
add    $0x1,%r8d
cmp    %r14d,%ebp
jg     1197 <merge+0x87>
movslq %r8d,%rax
lea    (%rsp,%rax,4),%rdi
add    $0x10,%rdi
movslq %ebp,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rsi
mov    %r14d,%eax
sub    %ebp,%eax
lea    0x4(,%rax,4),%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
sub    %r15d,%r14d
jge    119c <merge+0x8c>
jmp    11ba <merge+0xaa>

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 [1000 x i32]
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%13 = load i32, i32* %6
store i32 %13, i32* %9
%14 = load i32, i32* %7
%15 = add nsw i32 %14, 1
store i32 %15, i32* %10
%16 = load i32, i32* %6
store i32 %16, i32* %11
br label %17
17: ; preds = %61, %4
%18 = load i32, i32* %9
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp sle i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %25
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %10
%23 = load i32, i32* %8
%24 = icmp sle i32 %22, %23
br label %25
25: ; preds = %21, %17
%26 = phi i1 [ false, %17 ], [ %24, %21 ]
br i1 %26, label %27, label %62
27: ; preds = %25
%28 = load i32*, i32** %5
%29 = load i32, i32* %9
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32*, i32** %5
%34 = load i32, i32* %10
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp slt i32 %32, %37
br i1 %38, label %39, label %50
39: ; preds = %27
%40 = load i32*, i32** %5
%41 = load i32, i32* %9
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %9
%43 = sext i32 %41 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = load i32, i32* %11
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %11
%48 = sext i32 %46 to i64
%49 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %12, i64 0, i64 %48
store i32 %45, i32* %49
br label %61
50: ; preds = %27
%51 = load i32*, i32** %5
%52 = load i32, i32* %10
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %10
%54 = sext i32 %52 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = load i32, i32* %11
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %11
%59 = sext i32 %57 to i64
%60 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %12, i64 0, i64 %59
store i32 %56, i32* %60
br label %61
61: ; preds = %50, %39
br label %17
62: ; preds = %25
br label %63
63: ; preds = %67, %62
%64 = load i32, i32* %9
%65 = load i32, i32* %7
%66 = icmp sle i32 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %78
67: ; preds = %63
%68 = load i32*, i32** %5
%69 = load i32, i32* %9
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %9
%71 = sext i32 %69 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = load i32, i32* %11
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %11
%76 = sext i32 %74 to i64
%77 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %12, i64 0, i64 %76
store i32 %73, i32* %77
br label %63
78: ; preds = %63
br label %79
79: ; preds = %83, %78
%80 = load i32, i32* %10
%81 = load i32, i32* %8
%82 = icmp sle i32 %80, %81
br i1 %82, label %83, label %94
83: ; preds = %79
%84 = load i32*, i32** %5
%85 = load i32, i32* %10
%86 = add nsw i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %10
%87 = sext i32 %85 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = load i32, i32* %11
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %11
%92 = sext i32 %90 to i64
%93 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %12, i64 0, i64 %92
store i32 %89, i32* %93
br label %79
94: ; preds = %79
%95 = load i32, i32* %6
store i32 %95, i32* %9
br label %96
96: ; preds = %109, %94
%97 = load i32, i32* %9
%98 = load i32, i32* %8
%99 = icmp sle i32 %97, %98
br i1 %99, label %100, label %112
100: ; preds = %96
%101 = load i32, i32* %9
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %12, i64 0, i64 %102
%104 = load i32, i32* %103
%105 = load i32*, i32** %5
%106 = load i32, i32* %9
%107 = sext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %105, i64 %107
store i32 %104, i32* %108
br label %109
109: ; preds = %100
%110 = load i32, i32* %9
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %9
br label %96
112: ; preds = %96
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca [1000 x i32]
%6 = add i32 %2, 1
%7 = bitcast [1000 x i32]* %5 to i8*
%8 = icmp sle i32 %1, %2
%9 = icmp slt i32 %2, %3
%10 = and i1 %8, %9
br i1 %10, label %11, label %15
11: ; preds = %4
%12 = sext i32 %1 to i64
br label %33
13: ; preds = %33
%14 = trunc i64 %51 to i32
br label %15
15: ; preds = %13, %4
%16 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %46, %13 ]
%17 = phi i32 [ %6, %4 ], [ %49, %13 ]
%18 = phi i32 [ %1, %4 ], [ %14, %13 ]
%19 = icmp sgt i32 %16, %2
br i1 %19, label %55, label %20
20: ; preds = %15
%21 = sext i32 %18 to i64
%22 = getelementptr [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %21
%23 = bitcast i32* %22 to i8*
%24 = sext i32 %16 to i64
%25 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %24
%26 = bitcast i32* %25 to i8*
%27 = sub i32 %2, %16
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = shl nuw nsw i64 %28, 2
%30 = add nuw nsw i64 %29, 4
%31 = add i32 %18, %27
%32 = add i32 %31, 1
br label %55
33: ; preds = %11, %33
%34 = phi i64 [ %12, %11 ], [ %51, %33 ]
%35 = phi i32 [ %6, %11 ], [ %49, %33 ]
%36 = phi i32 [ %1, %11 ], [ %46, %33 ]
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = sext i32 %35 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = icmp slt i32 %39, %42
%44 = select i1 %43, i32 %39, i32 %42
%45 = zext i1 %43 to i32
%46 = add nsw i32 %36, %45
%47 = xor i1 %43, true
%48 = zext i1 %47 to i32
%49 = add nsw i32 %35, %48
%50 = getelementptr inbounds [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %34
store i32 %44, i32* %50
%51 = add i64 %34, 1
%52 = icmp sle i32 %46, %2
%53 = icmp sle i32 %49, %3
%54 = select i1 %52, i1 %53, i1 false
br i1 %54, label %33, label %13
55: ; preds = %20, %15
%56 = phi i32 [ %18, %15 ], [ %32, %20 ]
%57 = icmp sgt i32 %17, %3
br i1 %57, label %69, label %58
58: ; preds = %55
%59 = sext i32 %56 to i64
%60 = getelementptr [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %59
%61 = bitcast i32* %60 to i8*
%62 = sext i32 %17 to i64
%63 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %62
%64 = bitcast i32* %63 to i8*
%65 = sub i32 %3, %17
%66 = zext i32 %65 to i64
%67 = shl nuw nsw i64 %66, 2
%68 = add nuw nsw i64 %67, 4
br label %69
69: ; preds = %58, %55
%70 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %70, label %81, label %71
71: ; preds = %69
%72 = sext i32 %1 to i64
%73 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %72
%74 = bitcast i32* %73 to i8*
%75 = getelementptr [1000 x i32], [1000 x i32]* %5, i64 0, i64 %72
%76 = bitcast i32* %75 to i8*
%77 = sub i32 %3, %1
%78 = zext i32 %77 to i64
%79 = shl nuw nsw i64 %78, 2
%80 = add nuw nsw i64 %79, 4
br label %81
81: ; preds = %71, %69
ret void
}