#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*/ free(void *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(void *, void *, size_t);
void merge(void *v, int l, int q, int r, size_t size,
           int (*compare)(void *a, void *b)) {
  int i, j, k;
  void *b;
  b = (void *)malloc((r - l + 1) * size);
  i = l;
  j = q + 1;
  for (k = 0; k <= r - l; k++) {
    if (i > q) {
      memcpy(b + k * size, v + j * size, size);
      j++;
    } else if (j > r) {
      memcpy(b + k * size, v + i * size, size);
      i++;
    } else if (compare(v + i * size, v + j * size) < 0 ||
               compare(v + i * size, v + j * size) == 0) {
      memcpy(b + k * size, v + i * size, size);
      i++;
    } else {
      memcpy(b + k * size, v + j * size, size);
      j++;
    }
  }
  for (k = l; k <= r; k++)
    memcpy(v + k * size, b + (k - l) * size, size);
  free(b);
}


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    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
imul   -0x20(%rbp),%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     12f9 <merge+0x1c9>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    11d2 <merge+0xa2>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x30(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    12e6 <merge+0x1b6>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    1215 <merge+0xe5>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x2c(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    12e1 <merge+0x1b1>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x30(%rbp),%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rsi
call   *%rax
cmp    $0x0,%eax
jl     1273 <merge+0x143>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x30(%rbp),%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rsi
call   *%rax
cmp    $0x0,%eax
jne    12aa <merge+0x17a>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x2c(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    12dc <merge+0x1ac>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x30(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    12e1 <merge+0x1b1>
jmp    12e6 <merge+0x1b6>
jmp    12eb <merge+0x1bb>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    117e <merge+0x4e>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1346 <merge+0x216>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x34(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
mov    -0x34(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
cltq
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    12ff <merge+0x1cf>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
mov    %r9,0x30(%rsp)
mov    %r8,%r12
mov    %ecx,%r15d
mov    %rdx,0x28(%rsp)
mov    %rdi,%rbp
mov    %ecx,%r14d
mov    %esi,(%rsp)
sub    %esi,%r14d
lea    0x1(%r14),%ebx
mov    %r12d,%edi
imul   %ebx,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,0x10(%rsp)
test   %r14d,%r14d
mov    %r12,%r14
js     12ad <merge+0x17d>
mov    0x28(%rsp),%rax
lea    0x1(%rax),%ecx
mov    0x10(%rsp),%r12
mov    (%rsp),%eax
mov    %rbp,0x20(%rsp)
mov    %r15d,0x4(%rsp)
mov    %r14,0x18(%rsp)
jmp    11dc <merge+0xac>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ecx,%rsi
imul   %r14,%rsi
add    %rbp,%rsi
mov    %r12,%rdi
mov    %r14,%rdx
mov    %ecx,%r13d
mov    %r14,%rbp
mov    %eax,%r14d
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r14d,%eax
mov    %rbp,%r14
mov    0x20(%rsp),%rbp
mov    %r13d,%ecx
add    $0x1,%ecx
add    %r14,%r12
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
je     12ad <merge+0x17d>
cmp    0x28(%rsp),%eax
jg     11a0 <merge+0x70>
cmp    %r15d,%ecx
jle    1220 <merge+0xf0>
movslq %eax,%rsi
imul   %r14,%rsi
add    %rbp,%rsi
mov    %r12,%rdi
mov    %r14,%rdx
mov    %ecx,%r13d
mov    %r14,%rbp
mov    %eax,%r14d
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r14d,%eax
mov    %rbp,%r14
mov    0x20(%rsp),%rbp
mov    %r13d,%ecx
add    $0x1,%eax
jmp    11cf <merge+0x9f>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x30(%rsp),%rdx
mov    %eax,0x8(%rsp)
movslq %eax,%r13
imul   %r14,%r13
add    %rbp,%r13
mov    %ecx,0xc(%rsp)
movslq %ecx,%r15
imul   %r14,%r15
add    %rbp,%r15
mov    %r13,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %rdx,%r14
call   *%rdx
test   %eax,%eax
js     1285 <merge+0x155>
mov    %r13,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   *%r14
test   %eax,%eax
je     1285 <merge+0x155>
mov    %r12,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    0x18(%rsp),%r14
mov    %r14,%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    0xc(%rsp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    0x4(%rsp),%r15d
mov    0x8(%rsp),%eax
jmp    11cf <merge+0x9f>
mov    %r12,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    0x18(%rsp),%r14
mov    %r14,%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    0x8(%rsp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    0x4(%rsp),%r15d
mov    0xc(%rsp),%ecx
jmp    11cf <merge+0x9f>
mov    (%rsp),%eax
sub    %eax,%r15d
jl     12ea <merge+0x1ba>
cltq
imul   %r14,%rax
add    %rax,%rbp
add    $0x1,%r15d
mov    0x10(%rsp),%rbx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbp,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r14,%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
add    %r14,%rbx
add    %r14,%rbp
add    $0xffffffff,%r15d
jne    12d0 <merge+0x1a0>
mov    0x10(%rsp),%rdi
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @merge(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i64 %4, i32 (i8*, i8*)* %5) {
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i64
%12 = alloca i32 (i8*, i8*)*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i32 %3, i32* %10
store i64 %4, i64* %11
store i32 (i8*, i8*)* %5, i32 (i8*, i8*)** %12
%17 = load i32, i32* %10
%18 = load i32, i32* %8
%19 = sub nsw i32 %17, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = load i64, i64* %11
%23 = mul i64 %21, %22
%24 = trunc i64 %23 to i32
%25 = call i64 @malloc(i32 %24)
%26 = inttoptr i64 %25 to i8*
store i8* %26, i8** %16
%27 = load i32, i32* %8
store i32 %27, i32* %13
%28 = load i32, i32* %9
%29 = add nsw i32 %28, 1
store i32 %29, i32* %14
store i32 0, i32* %15
br label %30
30: ; preds = %147, %6
%31 = load i32, i32* %15
%32 = load i32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %8
%34 = sub nsw i32 %32, %33
%35 = icmp sle i32 %31, %34
br i1 %35, label %36, label %150
36: ; preds = %30
%37 = load i32, i32* %13
%38 = load i32, i32* %9
%39 = icmp sgt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %57
40: ; preds = %36
%41 = load i8*, i8** %16
%42 = load i32, i32* %15
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = load i64, i64* %11
%45 = mul i64 %43, %44
%46 = getelementptr i8, i8* %41, i64 %45
%47 = load i8*, i8** %7
%48 = load i32, i32* %14
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = load i64, i64* %11
%51 = mul i64 %49, %50
%52 = getelementptr i8, i8* %47, i64 %51
%53 = load i64, i64* %11
%54 = call i32 @memcpy(i8* %46, i8* %52, i64 %53)
%55 = load i32, i32* %14
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %14
br label %146
57: ; preds = %36
%58 = load i32, i32* %14
%59 = load i32, i32* %10
%60 = icmp sgt i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %78
61: ; preds = %57
%62 = load i8*, i8** %16
%63 = load i32, i32* %15
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = load i64, i64* %11
%66 = mul i64 %64, %65
%67 = getelementptr i8, i8* %62, i64 %66
%68 = load i8*, i8** %7
%69 = load i32, i32* %13
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = load i64, i64* %11
%72 = mul i64 %70, %71
%73 = getelementptr i8, i8* %68, i64 %72
%74 = load i64, i64* %11
%75 = call i32 @memcpy(i8* %67, i8* %73, i64 %74)
%76 = load i32, i32* %13
%77 = add nsw i32 %76, 1
store i32 %77, i32* %13
br label %145
78: ; preds = %57
%79 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %12
%80 = load i8*, i8** %7
%81 = load i32, i32* %13
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = load i64, i64* %11
%84 = mul i64 %82, %83
%85 = getelementptr i8, i8* %80, i64 %84
%86 = load i8*, i8** %7
%87 = load i32, i32* %14
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = load i64, i64* %11
%90 = mul i64 %88, %89
%91 = getelementptr i8, i8* %86, i64 %90
%92 = call i32 %79(i8* %85, i8* %91)
%93 = icmp slt i32 %92, 0
br i1 %93, label %110, label %94
94: ; preds = %78
%95 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %12
%96 = load i8*, i8** %7
%97 = load i32, i32* %13
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = load i64, i64* %11
%100 = mul i64 %98, %99
%101 = getelementptr i8, i8* %96, i64 %100
%102 = load i8*, i8** %7
%103 = load i32, i32* %14
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = load i64, i64* %11
%106 = mul i64 %104, %105
%107 = getelementptr i8, i8* %102, i64 %106
%108 = call i32 %95(i8* %101, i8* %107)
%109 = icmp eq i32 %108, 0
br i1 %109, label %110, label %127
110: ; preds = %94, %78
%111 = load i8*, i8** %16
%112 = load i32, i32* %15
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = load i64, i64* %11
%115 = mul i64 %113, %114
%116 = getelementptr i8, i8* %111, i64 %115
%117 = load i8*, i8** %7
%118 = load i32, i32* %13
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = load i64, i64* %11
%121 = mul i64 %119, %120
%122 = getelementptr i8, i8* %117, i64 %121
%123 = load i64, i64* %11
%124 = call i32 @memcpy(i8* %116, i8* %122, i64 %123)
%125 = load i32, i32* %13
%126 = add nsw i32 %125, 1
store i32 %126, i32* %13
br label %144
127: ; preds = %94
%128 = load i8*, i8** %16
%129 = load i32, i32* %15
%130 = sext i32 %129 to i64
%131 = load i64, i64* %11
%132 = mul i64 %130, %131
%133 = getelementptr i8, i8* %128, i64 %132
%134 = load i8*, i8** %7
%135 = load i32, i32* %14
%136 = sext i32 %135 to i64
%137 = load i64, i64* %11
%138 = mul i64 %136, %137
%139 = getelementptr i8, i8* %134, i64 %138
%140 = load i64, i64* %11
%141 = call i32 @memcpy(i8* %133, i8* %139, i64 %140)
%142 = load i32, i32* %14
%143 = add nsw i32 %142, 1
store i32 %143, i32* %14
br label %144
144: ; preds = %127, %110
br label %145
145: ; preds = %144, %61
br label %146
146: ; preds = %145, %40
br label %147
147: ; preds = %146
%148 = load i32, i32* %15
%149 = add nsw i32 %148, 1
store i32 %149, i32* %15
br label %30
150: ; preds = %30
%151 = load i32, i32* %8
store i32 %151, i32* %15
br label %152
152: ; preds = %173, %150
%153 = load i32, i32* %15
%154 = load i32, i32* %10
%155 = icmp sle i32 %153, %154
br i1 %155, label %156, label %176
156: ; preds = %152
%157 = load i8*, i8** %7
%158 = load i32, i32* %15
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = load i64, i64* %11
%161 = mul i64 %159, %160
%162 = getelementptr i8, i8* %157, i64 %161
%163 = load i8*, i8** %16
%164 = load i32, i32* %15
%165 = load i32, i32* %8
%166 = sub nsw i32 %164, %165
%167 = sext i32 %166 to i64
%168 = load i64, i64* %11
%169 = mul i64 %167, %168
%170 = getelementptr i8, i8* %163, i64 %169
%171 = load i64, i64* %11
%172 = call i32 @memcpy(i8* %162, i8* %170, i64 %171)
br label %173
173: ; preds = %156
%174 = load i32, i32* %15
%175 = add nsw i32 %174, 1
store i32 %175, i32* %15
br label %152
176: ; preds = %152
%177 = load i8*, i8** %16
%178 = call i32 @free(i8* %177)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i64 %4, i32 (i8*, i8*)* nocapture %5) {
%7 = sub nsw i32 %3, %1
%8 = add nsw i32 %7, 1
%9 = trunc i64 %4 to i32
%10 = mul i32 %8, %9
%11 = tail call i64 @malloc(i32 %10)
%12 = inttoptr i64 %11 to i8*
%13 = icmp slt i32 %7, 0
br i1 %13, label %19, label %14
14: ; preds = %6
%15 = add nsw i32 %2, 1
%16 = add i32 %3, 1
%17 = sub i32 %16, %1
%18 = zext i32 %17 to i64
br label %24
19: ; preds = %69, %6
%20 = icmp slt i32 %3, %1
br i1 %20, label %85, label %21
21: ; preds = %19
%22 = sext i32 %1 to i64
%23 = add i32 %3, 1
br label %74
24: ; preds = %14, %69
%25 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %72, %69 ]
%26 = phi i32 [ %1, %14 ], [ %71, %69 ]
%27 = phi i32 [ %15, %14 ], [ %70, %69 ]
%28 = icmp sgt i32 %26, %2
br i1 %28, label %29, label %37
29: ; preds = %24
%30 = mul i64 %25, %4
%31 = getelementptr i8, i8* %12, i64 %30
%32 = sext i32 %27 to i64
%33 = mul i64 %32, %4
%34 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %33
%35 = tail call i32 @memcpy(i8* %31, i8* %34, i64 %4)
%36 = add nsw i32 %27, 1
br label %69
37: ; preds = %24
%38 = icmp sgt i32 %27, %3
br i1 %38, label %39, label %47
39: ; preds = %37
%40 = mul i64 %25, %4
%41 = getelementptr i8, i8* %12, i64 %40
%42 = sext i32 %26 to i64
%43 = mul i64 %42, %4
%44 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %43
%45 = tail call i32 @memcpy(i8* %41, i8* %44, i64 %4)
%46 = add nsw i32 %26, 1
br label %69
47: ; preds = %37
%48 = sext i32 %26 to i64
%49 = mul i64 %48, %4
%50 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %49
%51 = sext i32 %27 to i64
%52 = mul i64 %51, %4
%53 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %52
%54 = tail call i32 %5(i8* %50, i8* %53)
%55 = icmp slt i32 %54, 0
br i1 %55, label %59, label %56
56: ; preds = %47
%57 = tail call i32 %5(i8* %50, i8* %53)
%58 = icmp eq i32 %57, 0
br i1 %58, label %59, label %64
59: ; preds = %56, %47
%60 = mul i64 %25, %4
%61 = getelementptr i8, i8* %12, i64 %60
%62 = tail call i32 @memcpy(i8* %61, i8* %50, i64 %4)
%63 = add nsw i32 %26, 1
br label %69
64: ; preds = %56
%65 = mul i64 %25, %4
%66 = getelementptr i8, i8* %12, i64 %65
%67 = tail call i32 @memcpy(i8* %66, i8* %53, i64 %4)
%68 = add nsw i32 %27, 1
br label %69
69: ; preds = %29, %59, %64, %39
%70 = phi i32 [ %36, %29 ], [ %27, %39 ], [ %27, %59 ], [ %68, %64 ]
%71 = phi i32 [ %26, %29 ], [ %46, %39 ], [ %63, %59 ], [ %26, %64 ]
%72 = add nuw nsw i64 %25, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %18
br i1 %73, label %19, label %24
74: ; preds = %21, %74
%75 = phi i64 [ %22, %21 ], [ %82, %74 ]
%76 = mul i64 %75, %4
%77 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %76
%78 = sub nsw i64 %75, %22
%79 = mul i64 %78, %4
%80 = getelementptr i8, i8* %12, i64 %79
%81 = tail call i32 @memcpy(i8* %77, i8* %80, i64 %4)
%82 = add nsw i64 %75, 1
%83 = trunc i64 %82 to i32
%84 = icmp eq i32 %23, %83
br i1 %84, label %85, label %74
85: ; preds = %74, %19
%86 = tail call i32 @free(i8* %12)
ret void
}