#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 *);
void *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(void *, void *, int);
void merge(void *l, void *q, void *r, size_t size,
           int (*comp)(void *key1, void *key2)) {
  void *tmp_arr = malloc(r - l + size);
  void *i = l;
  void *j = q + size;
  void *k = tmp_arr;
  while (i != (q + size) && j != (r + size)) {
    if (comp(i, j) == -1) {
      memcpy(k, i, size);
      i += size;
    } else {
      memcpy(k, j, size);
      j += size;
    }
    k += size;
  }
  while (i != (q + size)) {
    memcpy(k, i, size);
    k += size;
    i += size;
  }
  while (j != (r + size)) {
    memcpy(k, j, size);
    j += size;
    k += size;
  }
  memcpy(l, tmp_arr, r - l + size);
  free(tmp_arr);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
add    -0x20(%rbp),%rdx
xor    %eax,%eax
cmp    %rdx,%rcx
mov    %al,-0x49(%rbp)
je     11b1 <merge+0x81>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    -0x20(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
setne  %al
mov    %al,-0x49(%rbp)
mov    -0x49(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11c1 <merge+0x91>
jmp    122c <merge+0xfc>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
call   *%rax
cmp    $0xffffffff,%eax
jne    11fc <merge+0xcc>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    121b <merge+0xeb>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
jmp    1182 <merge+0x52>
jmp    1231 <merge+0x101>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
add    -0x20(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     1276 <merge+0x146>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1231 <merge+0x101>
jmp    127b <merge+0x14b>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    -0x20(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     12c0 <merge+0x190>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
jmp    127b <merge+0x14b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x50,%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    %r8,0x30(%rsp)
mov    %rcx,%rbx
mov    %rdx,%rbp
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%r14
mov    %ebp,%eax
sub    %r14d,%eax
lea    (%rcx,%rax,1),%edi
mov    %edi,0x1c(%rsp)
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
lea    (%r12,%rbx,1),%r15
mov    %rbp,0x20(%rsp)
lea    (%rbx,%rbp,1),%rcx
mov    %rcx,0x28(%rsp)
mov    %r14,%rcx
mov    %r15,%rbp
mov    %rax,0x8(%rsp)
mov    %r14,0x10(%rsp)
cmp    %r14,%r15
je     11fc <merge+0xcc>
mov    0x10(%rsp),%r14
mov    %r15,%rbp
mov    0x8(%rsp),%r13
cmp    0x20(%rsp),%r12
je     11fc <merge+0xcc>
mov    0x8(%rsp),%r13
mov    %r15,%rbp
mov    0x10(%rsp),%r14
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14,%rdi
mov    %rbp,%rsi
call   *0x30(%rsp)
mov    %r13,%rdi
cmp    $0xffffffff,%eax
je     11e0 <merge+0xb0>
mov    %rbp,%rsi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
add    %rbx,%rbp
jmp    11ed <merge+0xbd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14,%rsi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
add    %rbx,%r14
add    %rbx,%r13
cmp    %r15,%r14
je     11fc <merge+0xcc>
cmp    0x28(%rsp),%rbp
jne    11b0 <merge+0x80>
cmp    %r15,%r14
je     122c <merge+0xfc>
mov    %rbx,%r15
neg    %r15
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r13,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
add    %rbx,%r13
add    %rbx,%r14
lea    (%r14,%r15,1),%rax
cmp    %r12,%rax
jne    1210 <merge+0xe0>
cmp    0x28(%rsp),%rbp
mov    0x20(%rsp),%r15
je     125c <merge+0x12c>
mov    %rbx,%r14
neg    %r14
xchg   %ax,%ax
mov    %r13,%rdi
mov    %rbp,%rsi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <memcpy@plt>
add    %rbx,%rbp
add    %rbx,%r13
lea    (%r14,%rbp,1),%rax
cmp    %r15,%rax
jne    1240 <merge+0x110>
mov    0x10(%rsp),%rdi
mov    0x8(%rsp),%rbx
mov    %rbx,%rsi
mov    0x1c(%rsp),%edx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %rbx,%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, i8* %1, i8* %2, i64 %3, i32 (i8*, i8*)* %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i32 (i8*, i8*)*
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i8*
%14 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %6
store i8* %1, i8** %7
store i8* %2, i8** %8
store i64 %3, i64* %9
store i32 (i8*, i8*)* %4, i32 (i8*, i8*)** %10
%15 = load i8*, i8** %8
%16 = load i8*, i8** %6
%17 = ptrtoint i8* %15 to i64
%18 = ptrtoint i8* %16 to i64
%19 = sub i64 %17, %18
%20 = load i64, i64* %9
%21 = add i64 %19, %20
%22 = trunc i64 %21 to i32
%23 = call i8* @malloc(i32 %22)
store i8* %23, i8** %11
%24 = load i8*, i8** %6
store i8* %24, i8** %12
%25 = load i8*, i8** %7
%26 = load i64, i64* %9
%27 = getelementptr i8, i8* %25, i64 %26
store i8* %27, i8** %13
%28 = load i8*, i8** %11
store i8* %28, i8** %14
br label %29
29: ; preds = %67, %5
%30 = load i8*, i8** %12
%31 = load i8*, i8** %7
%32 = load i64, i64* %9
%33 = getelementptr i8, i8* %31, i64 %32
%34 = icmp ne i8* %30, %33
br i1 %34, label %35, label %41
35: ; preds = %29
%36 = load i8*, i8** %13
%37 = load i8*, i8** %8
%38 = load i64, i64* %9
%39 = getelementptr i8, i8* %37, i64 %38
%40 = icmp ne i8* %36, %39
br label %41
41: ; preds = %35, %29
%42 = phi i1 [ false, %29 ], [ %40, %35 ]
br i1 %42, label %43, label %71
43: ; preds = %41
%44 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %10
%45 = load i8*, i8** %12
%46 = load i8*, i8** %13
%47 = call i32 %44(i8* %45, i8* %46)
%48 = icmp eq i32 %47, -1
br i1 %48, label %49, label %58
49: ; preds = %43
%50 = load i8*, i8** %14
%51 = load i8*, i8** %12
%52 = load i64, i64* %9
%53 = trunc i64 %52 to i32
%54 = call i32 @memcpy(i8* %50, i8* %51, i32 %53)
%55 = load i64, i64* %9
%56 = load i8*, i8** %12
%57 = getelementptr i8, i8* %56, i64 %55
store i8* %57, i8** %12
br label %67
58: ; preds = %43
%59 = load i8*, i8** %14
%60 = load i8*, i8** %13
%61 = load i64, i64* %9
%62 = trunc i64 %61 to i32
%63 = call i32 @memcpy(i8* %59, i8* %60, i32 %62)
%64 = load i64, i64* %9
%65 = load i8*, i8** %13
%66 = getelementptr i8, i8* %65, i64 %64
store i8* %66, i8** %13
br label %67
67: ; preds = %58, %49
%68 = load i64, i64* %9
%69 = load i8*, i8** %14
%70 = getelementptr i8, i8* %69, i64 %68
store i8* %70, i8** %14
br label %29
71: ; preds = %41
br label %72
72: ; preds = %78, %71
%73 = load i8*, i8** %12
%74 = load i8*, i8** %7
%75 = load i64, i64* %9
%76 = getelementptr i8, i8* %74, i64 %75
%77 = icmp ne i8* %73, %76
br i1 %77, label %78, label %90
78: ; preds = %72
%79 = load i8*, i8** %14
%80 = load i8*, i8** %12
%81 = load i64, i64* %9
%82 = trunc i64 %81 to i32
%83 = call i32 @memcpy(i8* %79, i8* %80, i32 %82)
%84 = load i64, i64* %9
%85 = load i8*, i8** %14
%86 = getelementptr i8, i8* %85, i64 %84
store i8* %86, i8** %14
%87 = load i64, i64* %9
%88 = load i8*, i8** %12
%89 = getelementptr i8, i8* %88, i64 %87
store i8* %89, i8** %12
br label %72
90: ; preds = %72
br label %91
91: ; preds = %97, %90
%92 = load i8*, i8** %13
%93 = load i8*, i8** %8
%94 = load i64, i64* %9
%95 = getelementptr i8, i8* %93, i64 %94
%96 = icmp ne i8* %92, %95
br i1 %96, label %97, label %109
97: ; preds = %91
%98 = load i8*, i8** %14
%99 = load i8*, i8** %13
%100 = load i64, i64* %9
%101 = trunc i64 %100 to i32
%102 = call i32 @memcpy(i8* %98, i8* %99, i32 %101)
%103 = load i64, i64* %9
%104 = load i8*, i8** %13
%105 = getelementptr i8, i8* %104, i64 %103
store i8* %105, i8** %13
%106 = load i64, i64* %9
%107 = load i8*, i8** %14
%108 = getelementptr i8, i8* %107, i64 %106
store i8* %108, i8** %14
br label %91
109: ; preds = %91
%110 = load i8*, i8** %6
%111 = load i8*, i8** %11
%112 = load i8*, i8** %8
%113 = load i8*, i8** %6
%114 = ptrtoint i8* %112 to i64
%115 = ptrtoint i8* %113 to i64
%116 = sub i64 %114, %115
%117 = load i64, i64* %9
%118 = add i64 %116, %117
%119 = trunc i64 %118 to i32
%120 = call i32 @memcpy(i8* %110, i8* %111, i32 %119)
%121 = load i8*, i8** %11
%122 = call i32 @free(i8* %121)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @merge(i8* %0, i8* %1, i8* %2, i64 %3, i32 (i8*, i8*)* nocapture %4) {
%6 = ptrtoint i8* %2 to i64
%7 = ptrtoint i8* %0 to i64
%8 = sub i64 %6, %7
%9 = add i64 %8, %3
%10 = trunc i64 %9 to i32
%11 = tail call i8* @malloc(i32 %10)
%12 = getelementptr i8, i8* %1, i64 %3
%13 = getelementptr i8, i8* %2, i64 %3
%14 = icmp ne i8* %12, %0
%15 = icmp ne i8* %1, %2
%16 = and i1 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %19
17: ; preds = %5
%18 = trunc i64 %3 to i32
br label %26
19: ; preds = %38, %5
%20 = phi i8* [ %0, %5 ], [ %39, %38 ]
%21 = phi i8* [ %12, %5 ], [ %40, %38 ]
%22 = phi i8* [ %11, %5 ], [ %41, %38 ]
%23 = icmp eq i8* %20, %12
br i1 %23, label %45, label %24
24: ; preds = %19
%25 = trunc i64 %3 to i32
br label %50
26: ; preds = %17, %38
%27 = phi i8* [ %11, %17 ], [ %41, %38 ]
%28 = phi i8* [ %12, %17 ], [ %40, %38 ]
%29 = phi i8* [ %0, %17 ], [ %39, %38 ]
%30 = tail call i32 %4(i8* %29, i8* %28)
%31 = icmp eq i32 %30, -1
br i1 %31, label %32, label %35
32: ; preds = %26
%33 = tail call i32 @memcpy(i8* %27, i8* %29, i32 %18)
%34 = getelementptr i8, i8* %29, i64 %3
br label %38
35: ; preds = %26
%36 = tail call i32 @memcpy(i8* %27, i8* %28, i32 %18)
%37 = getelementptr i8, i8* %28, i64 %3
br label %38
38: ; preds = %35, %32
%39 = phi i8* [ %34, %32 ], [ %29, %35 ]
%40 = phi i8* [ %28, %32 ], [ %37, %35 ]
%41 = getelementptr i8, i8* %27, i64 %3
%42 = icmp ne i8* %39, %12
%43 = icmp ne i8* %40, %13
%44 = and i1 %42, %43
br i1 %44, label %26, label %19
45: ; preds = %50, %19
%46 = phi i8* [ %22, %19 ], [ %54, %50 ]
%47 = icmp eq i8* %21, %13
br i1 %47, label %64, label %48
48: ; preds = %45
%49 = trunc i64 %3 to i32
br label %57
50: ; preds = %24, %50
%51 = phi i8* [ %22, %24 ], [ %54, %50 ]
%52 = phi i8* [ %20, %24 ], [ %55, %50 ]
%53 = tail call i32 @memcpy(i8* %51, i8* %52, i32 %25)
%54 = getelementptr i8, i8* %51, i64 %3
%55 = getelementptr i8, i8* %52, i64 %3
%56 = icmp eq i8* %52, %1
br i1 %56, label %45, label %50
57: ; preds = %48, %57
%58 = phi i8* [ %46, %48 ], [ %62, %57 ]
%59 = phi i8* [ %21, %48 ], [ %61, %57 ]
%60 = tail call i32 @memcpy(i8* %58, i8* %59, i32 %49)
%61 = getelementptr i8, i8* %59, i64 %3
%62 = getelementptr i8, i8* %58, i64 %3
%63 = icmp eq i8* %59, %2
br i1 %63, label %64, label %57
64: ; preds = %57, %45
%65 = tail call i32 @memcpy(i8* %0, i8* %11, i32 %10)
%66 = tail call i32 @free(i8* %11)
ret void
}