#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*/ display(int *, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, ...);
void merge(int a[], int beginning, int midpoint, int end, int b[]) {
  int i = 0;
  int j = 0;
  int k = 0;
  printf("merge(a = ");
  display(a, end - beginning);
  printf("  beginning = %d, midpoint = %d, end = %d, b)\n", beginning, midpoint,
         end);
  i = beginning;
  j = midpoint;
  for (k = beginning; k < end; k++) {
    if (i < midpoint && (j >= end || a[i] <= a[j])) {
      b[k] = a[i];
      i++;
      printf("k = %d, selected first option\n", k);
    } else {
      b[k] = a[j];
      j++;
      printf("k = %d, selected second option\n", k);
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<merge>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
lea    0xeab(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
sub    -0xc(%rbp),%esi
call   1030 <display@plt>
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
lea    0xe90(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    124c <merge+0x12c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1209 <merge+0xe9>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d4 <merge+0xb4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     1209 <merge+0xe9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%esi
lea    0xe3d(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
jmp    1239 <merge+0x119>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%esi
lea    0xe27(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
jmp    123e <merge+0x11e>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1194 <merge+0x74>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<merge>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8,%r14
mov    %ecx,%r13d
mov    %edx,%ebx
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r15
lea    0xec1(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    %r13d,%esi
sub    %ebp,%esi
mov    %r15,%rdi
call   1030 <display@plt>
lea    0xeb1(%rip),%rdi
mov    %ebp,%esi
mov    %ebx,0x4(%rsp)
mov    %ebx,%edx
mov    %r13d,%ecx
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
cmp    %ebp,%r13d
jle    11f6 <merge+0xd6>
movslq %ebp,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%rbx
mov    0x4(%rsp),%r14d
mov    %ebp,%r12d
jmp    11b2 <merge+0x92>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %eax,(%rbx)
add    $0x1,%r12d
lea    0xe9d(%rip),%rdi
mov    %ebp,%esi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
add    $0x1,%ebp
add    $0x4,%rbx
cmp    %ebp,%r13d
je     11f6 <merge+0xd6>
cmp    0x4(%rsp),%r12d
jge    11e0 <merge+0xc0>
movslq %r12d,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%eax
cmp    %r13d,%r14d
jge    1190 <merge+0x70>
movslq %r14d,%rcx
mov    (%r15,%rcx,4),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    1190 <merge+0x70>
jmp    11e7 <merge+0xc7>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq %r14d,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,(%rbx)
add    $0x1,%r14d
lea    0xe65(%rip),%rdi
jmp    119d <merge+0x7d>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [11 x i8] c"merge(a = \00"
@.str.1 = [47 x i8] c" beginning = %d, midpoint = %d, end = %d, b)\0A\00"
@.str.2 = [31 x i8] c"k = %d, selected first option\0A\00"
@.str.3 = [32 x i8] c"k = %d, selected second option\0A\00"
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32* %4) {
%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** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32* %4, i32** %10
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
store i32 0, i32* %13
%14 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%15 = load i32*, i32** %6
%16 = load i32, i32* %9
%17 = load i32, i32* %7
%18 = sub nsw i32 %16, %17
%19 = call i32 @display(i32* %15, i32 %18)
%20 = load i32, i32* %7
%21 = load i32, i32* %8
%22 = load i32, i32* %9
%23 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([47 x i8], [47 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %20, i32 %21, i32 %22)
%24 = load i32, i32* %7
store i32 %24, i32* %11
%25 = load i32, i32* %8
store i32 %25, i32* %12
%26 = load i32, i32* %7
store i32 %26, i32* %13
br label %27
27: ; preds = %80, %5
%28 = load i32, i32* %13
%29 = load i32, i32* %9
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %83
31: ; preds = %27
%32 = load i32, i32* %11
%33 = load i32, i32* %8
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %65
35: ; preds = %31
%36 = load i32, i32* %12
%37 = load i32, i32* %9
%38 = icmp sge i32 %36, %37
br i1 %38, label %51, label %39
39: ; preds = %35
%40 = load i32*, i32** %6
%41 = load i32, i32* %11
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32*, i32** %6
%46 = load i32, i32* %12
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = icmp sle i32 %44, %49
br i1 %50, label %51, label %65
51: ; preds = %39, %35
%52 = load i32*, i32** %6
%53 = load i32, i32* %11
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = load i32*, i32** %10
%58 = load i32, i32* %13
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
store i32 %56, i32* %60
%61 = load i32, i32* %11
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %11
%63 = load i32, i32* %13
%64 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([31 x i8], [31 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %63)
br label %79
65: ; preds = %39, %31
%66 = load i32*, i32** %6
%67 = load i32, i32* %12
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = load i32*, i32** %10
%72 = load i32, i32* %13
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
store i32 %70, i32* %74
%75 = load i32, i32* %12
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %12
%77 = load i32, i32* %13
%78 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([32 x i8], [32 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %77)
br label %79
79: ; preds = %65, %51
br label %80
80: ; preds = %79
%81 = load i32, i32* %13
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %13
br label %27
83: ; preds = %27
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [11 x i8] c"merge(a = \00"
@.str.1 = [47 x i8] c" beginning = %d, midpoint = %d, end = %d, b)\0A\00"
@.str.2 = [31 x i8] c"k = %d, selected first option\0A\00"
@.str.3 = [32 x i8] c"k = %d, selected second option\0A\00"
define void @merge(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32* nocapture writeonly %4) {
%6 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([11 x i8], [11 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%7 = sub nsw i32 %3, %1
%8 = tail call i32 @display(i32* %0, i32 %7)
%9 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([47 x i8], [47 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %1, i32 %2, i32 %3)
%10 = icmp sgt i32 %3, %1
br i1 %10, label %11, label %48
11: ; preds = %5
%12 = sext i32 %1 to i64
br label %13
13: ; preds = %11, %39
%14 = phi i64 [ %12, %11 ], [ %45, %39 ]
%15 = phi i32 [ %2, %11 ], [ %42, %39 ]
%16 = phi i32 [ %1, %11 ], [ %41, %39 ]
%17 = icmp slt i32 %16, %2
br i1 %17, label %22, label %18
18: ; preds = %13
%19 = sext i32 %15 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
br label %35
22: ; preds = %13
%23 = icmp slt i32 %15, %3
%24 = sext i32 %16 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
br i1 %23, label %27, label %32
27: ; preds = %22
%28 = sext i32 %15 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp sgt i32 %26, %30
br i1 %31, label %35, label %32
32: ; preds = %22, %27
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %14
store i32 %26, i32* %33
%34 = add nsw i32 %16, 1
br label %39
35: ; preds = %18, %27
%36 = phi i32 [ %21, %18 ], [ %30, %27 ]
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %14
store i32 %36, i32* %37
%38 = add nsw i32 %15, 1
br label %39
39: ; preds = %32, %35
%40 = phi i8* [ getelementptr inbounds ([31 x i8], [31 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), %32 ], [ getelementptr inbounds ([32 x i8], [32 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), %35 ]
%41 = phi i32 [ %34, %32 ], [ %16, %35 ]
%42 = phi i32 [ %15, %32 ], [ %38, %35 ]
%43 = trunc i64 %14 to i32
%44 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) %40, i32 %43)
%45 = add nsw i64 %14, 1
%46 = trunc i64 %45 to i32
%47 = icmp eq i32 %46, %3
br i1 %47, label %48, label %13
48: ; preds = %39, %5
ret void
}