#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(int *);
int *malloc(int);
void mergeArray(int first, int mid, int end, int *array) {
  int len = end - first + 1;
  int *k = malloc(sizeof(int) * len);
  int j = mid + 1;
  int i = first;
  int t = 0;
  while (i <= mid && j <= end)
    if (array[i] <= array[j])
      k[t++] = array[i++];
    else
      k[t++] = array[j++];
  while (i <= mid)
    k[t++] = array[i++];
  while (j <= end)
    k[t++] = array[j++];
  t = 0;
  i = first;
  while (t < len)
    array[i++] = k[t++];
  free(k);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mergeArray>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x35(%rbp)
jg     1187 <mergeArray+0x67>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x35(%rbp)
mov    -0x35(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1197 <mergeArray+0x77>
jmp    1211 <mergeArray+0xf1>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11e2 <mergeArray+0xc2>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    120c <mergeArray+0xec>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    116a <mergeArray+0x4a>
jmp    1216 <mergeArray+0xf6>
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     1251 <mergeArray+0x131>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1216 <mergeArray+0xf6>
jmp    1256 <mergeArray+0x136>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jg     1291 <mergeArray+0x171>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1256 <mergeArray+0x136>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    12d9 <mergeArray+0x1b9>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x30(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    129e <mergeArray+0x17e>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mergeArray>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %rcx,%rbx
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%ebp
mov    %edi,0xc(%rsp)
mov    %edx,%eax
sub    %edi,%eax
mov    %rax,0x10(%rsp)
lea    0x4(,%rax,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
lea    0x1(%rbp),%r12d
xor    %r14d,%r14d
cmp    %ebp,0xc(%rsp)
jg     11b5 <mergeArray+0x85>
cmp    %r13d,%ebp
jge    11b5 <mergeArray+0x85>
xor    %r14d,%r14d
mov    0xc(%rsp),%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cltq
mov    (%rbx,%rax,4),%ecx
movslq %r12d,%r12
mov    (%rbx,%r12,4),%edx
xor    %esi,%esi
xor    %edi,%edi
cmp    %edx,%ecx
setle  %sil
setg   %dil
cmovg  %edx,%ecx
add    %edi,%r12d
add    %esi,%eax
mov    %ecx,(%r15,%r14,4)
add    $0x1,%r14
cmp    %ebp,%eax
jg     11b9 <mergeArray+0x89>
cmp    %r13d,%r12d
jle    1180 <mergeArray+0x50>
jmp    11b9 <mergeArray+0x89>
mov    0xc(%rsp),%eax
cmp    %ebp,%eax
jg     11e1 <mergeArray+0xb1>
mov    %r14d,%ecx
lea    (%r15,%rcx,4),%rdi
movslq %eax,%rcx
lea    (%rbx,%rcx,4),%rsi
sub    %eax,%ebp
lea    0x4(,%rbp,4),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
add    %ebp,%r14d
add    $0x1,%r14d
cmp    %r13d,%r12d
jg     1204 <mergeArray+0xd4>
mov    %r14d,%eax
lea    (%r15,%rax,4),%rdi
movslq %r12d,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rsi
sub    %r12d,%r13d
lea    0x4(,%r13,4),%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    0x10(%rsp),%rdx
test   %edx,%edx
js     1225 <mergeArray+0xf5>
movslq 0xc(%rsp),%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rdi
add    $0x1,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    %r15,%rsi
call   1040 <memcpy@plt>
mov    %r15,%rdi
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @mergeArray(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 i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
%14 = load i32, i32* %7
%15 = load i32, i32* %5
%16 = sub nsw i32 %14, %15
%17 = add nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %9
%18 = load i32, i32* %9
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = mul i64 4, %19
%21 = trunc i64 %20 to i32
%22 = call i32* @malloc(i32 %21)
store i32* %22, i32** %10
%23 = load i32, i32* %6
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %11
%25 = load i32, i32* %5
store i32 %25, i32* %12
store i32 0, i32* %13
br label %26
26: ; preds = %72, %4
%27 = load i32, i32* %12
%28 = load i32, i32* %6
%29 = icmp sle i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %34
30: ; preds = %26
%31 = load i32, i32* %11
%32 = load i32, i32* %7
%33 = icmp sle i32 %31, %32
br label %34
34: ; preds = %30, %26
%35 = phi i1 [ false, %26 ], [ %33, %30 ]
br i1 %35, label %36, label %73
36: ; preds = %34
%37 = load i32*, i32** %8
%38 = load i32, i32* %12
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = load i32*, i32** %8
%43 = load i32, i32* %11
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = icmp sle i32 %41, %46
br i1 %47, label %48, label %60
48: ; preds = %36
%49 = load i32*, i32** %8
%50 = load i32, i32* %12
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %12
%52 = sext i32 %50 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = load i32*, i32** %10
%56 = load i32, i32* %13
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %13
%58 = sext i32 %56 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %58
store i32 %54, i32* %59
br label %72
60: ; preds = %36
%61 = load i32*, i32** %8
%62 = load i32, i32* %11
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %11
%64 = sext i32 %62 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = load i32*, i32** %10
%68 = load i32, i32* %13
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %13
%70 = sext i32 %68 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %70
store i32 %66, i32* %71
br label %72
72: ; preds = %60, %48
br label %26
73: ; preds = %34
br label %74
74: ; preds = %78, %73
%75 = load i32, i32* %12
%76 = load i32, i32* %6
%77 = icmp sle i32 %75, %76
br i1 %77, label %78, label %90
78: ; preds = %74
%79 = load i32*, i32** %8
%80 = load i32, i32* %12
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %12
%82 = sext i32 %80 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = load i32*, i32** %10
%86 = load i32, i32* %13
%87 = add nsw i32 %86, 1
store i32 %87, i32* %13
%88 = sext i32 %86 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %88
store i32 %84, i32* %89
br label %74
90: ; preds = %74
br label %91
91: ; preds = %95, %90
%92 = load i32, i32* %11
%93 = load i32, i32* %7
%94 = icmp sle i32 %92, %93
br i1 %94, label %95, label %107
95: ; preds = %91
%96 = load i32*, i32** %8
%97 = load i32, i32* %11
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %11
%99 = sext i32 %97 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %99
%101 = load i32, i32* %100
%102 = load i32*, i32** %10
%103 = load i32, i32* %13
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %13
%105 = sext i32 %103 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %105
store i32 %101, i32* %106
br label %91
107: ; preds = %91
store i32 0, i32* %13
%108 = load i32, i32* %5
store i32 %108, i32* %12
br label %109
109: ; preds = %113, %107
%110 = load i32, i32* %13
%111 = load i32, i32* %9
%112 = icmp slt i32 %110, %111
br i1 %112, label %113, label %125
113: ; preds = %109
%114 = load i32*, i32** %10
%115 = load i32, i32* %13
%116 = add nsw i32 %115, 1
store i32 %116, i32* %13
%117 = sext i32 %115 to i64
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %114, i64 %117
%119 = load i32, i32* %118
%120 = load i32*, i32** %8
%121 = load i32, i32* %12
%122 = add nsw i32 %121, 1
store i32 %122, i32* %12
%123 = sext i32 %121 to i64
%124 = getelementptr inbounds i32, i32* %120, i64 %123
store i32 %119, i32* %124
br label %109
125: ; preds = %109
%126 = load i32*, i32** %10
%127 = call i32 @free(i32* %126)
ret void
}

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