#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*/ assert(int);
int first(int *, int, int);
int middle_of_three(int arr[], int lb, int ub) {
  int f, m, l;
  assert(arr != NULL && lb <= ub);
  if (lb + 3 > ub)
    return first(arr, lb, ub);
  f = lb;
  l = ub - 1;
  m = (f + l) / 2;
  if (arr[f] <= arr[m]) {
    if (arr[m] <= arr[l])
      return m;
    else
      return arr[f] <= arr[l] ? l : f;
  } else {
    if (arr[l] <= arr[m])
      return m;
    else
      return arr[f] <= arr[l] ? f : l;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<middle_of_three>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    %al,-0x25(%rbp)
je     114e <middle_of_three+0x2e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x25(%rbp)
mov    -0x25(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x3,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    1181 <middle_of_three+0x61>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1040 <first@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1276 <middle_of_three+0x156>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     121c <middle_of_three+0xfc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11e4 <middle_of_three+0xc4>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1276 <middle_of_three+0x156>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     120b <middle_of_three+0xeb>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1211 <middle_of_three+0xf1>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1276 <middle_of_three+0x156>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     1243 <middle_of_three+0x123>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1276 <middle_of_three+0x156>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     126a <middle_of_three+0x14a>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1270 <middle_of_three+0x150>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<middle_of_three>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %edx,%ebx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r15
test   %rdi,%rdi
setne  %al
cmp    %edx,%esi
setle  %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1030 <assert@plt>
lea    0x3(%r14),%eax
cmp    %ebx,%eax
jle    115c <middle_of_three+0x3c>
mov    %r15,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %ebx,%edx
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1040 <first@plt>
lea    -0x1(%rbx),%ecx
lea    (%rbx,%r14,1),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %edx,%eax
sar    %eax
movslq %r14d,%rdx
mov    (%r15,%rdx,4),%edx
movslq %eax,%rsi
mov    (%r15,%rsi,4),%edi
movslq %ebx,%rsi
mov    -0x4(%r15,%rsi,4),%esi
cmp    %edi,%edx
jle    1198 <middle_of_three+0x78>
cmp    %edi,%esi
jle    11a4 <middle_of_three+0x84>
cmp    %esi,%edx
cmovg  %ecx,%r14d
mov    %r14d,%eax
jmp    11a4 <middle_of_three+0x84>
cmp    %esi,%edi
jle    11a4 <middle_of_three+0x84>
cmp    %esi,%edx
cmovg  %r14d,%ecx
mov    %ecx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @middle_of_three(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp ne i32* %0, null
%5 = icmp sle i32 %1, %2
%6 = and i1 %4, %5
%7 = zext i1 %6 to i32
%8 = tail call i32 @assert(i32 %7)
%9 = add nsw i32 %1, 3
%10 = icmp sgt i32 %9, %2
br i1 %10, label %11, label %13
11: ; preds = %3
%12 = tail call i32 @first(i32* %0, i32 %1, i32 %2)
br label %37
13: ; preds = %3
%14 = add nsw i32 %2, -1
%15 = add nsw i32 %14, %1
%16 = sdiv i32 %15, 2
%17 = sext i32 %1 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = sext i32 %16 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp sgt i32 %19, %22
%24 = sext i32 %14 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
br i1 %23, label %32, label %27
27: ; preds = %13
%28 = icmp sgt i32 %22, %26
br i1 %28, label %29, label %37
29: ; preds = %27
%30 = icmp sgt i32 %19, %26
%31 = select i1 %30, i32 %1, i32 %14
br label %37
32: ; preds = %13
%33 = icmp sgt i32 %26, %22
br i1 %33, label %34, label %37
34: ; preds = %32
%35 = icmp sgt i32 %19, %26
%36 = select i1 %35, i32 %14, i32 %1
br label %37
37: ; preds = %32, %27, %34, %29, %11
%38 = phi i32 [ %12, %11 ], [ %31, %29 ], [ %36, %34 ], [ %16, %27 ], [ %16, %32 ]
ret i32 %38
}