#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 rand();
void quick_sort(int *a, int l, int h) {
  int m = rand() % (h - l + 1);
  m += l;
  int p = a[m];
  int i = l;
  int j = h;
  while (i <= j) {
    while (a[i] < p) {
      i++;
    }
    while (a[j] > p) {
      j--;
    }
    if (i <= j) {
      int temp = a[i];
      a[i] = a[j];
      a[j] = temp;
      i++;
      j--;
    }
  }
  if (i - 1 > l)
    quick_sort(a, l, i - 1);
  if (i < h)
    quick_sort(a, i, h);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1040 <rand@plt>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     121a <quick_sort+0xfa>
jmp    117c <quick_sort+0x5c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    119e <quick_sort+0x7e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    117c <quick_sort+0x5c>
jmp    11a3 <quick_sort+0x83>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    11c5 <quick_sort+0xa5>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11a3 <quick_sort+0x83>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jg     1215 <quick_sort+0xf5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    116b <quick_sort+0x4b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jle    123b <quick_sort+0x11b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1256 <quick_sort+0x136>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%r9d
mov    %esi,%r12d
mov    %rdi,%r15
lea    0x1(%r9),%eax
mov    %eax,0xc(%rsp)
lea    0x4(%rdi),%r13
mov    %r9,0x10(%rsp)
jmp    115c <quick_sort+0x3c>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14d,%r12d
cmp    %r9d,%r14d
jge    1224 <quick_sort+0x104>
xor    %eax,%eax
call   1040 <rand@plt>
mov    0x10(%rsp),%r9
mov    0xc(%rsp),%ecx
sub    %r12d,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %r12d,%r14d
cmp    %r9d,%r12d
jle    11a0 <quick_sort+0x80>
lea    -0x1(%r14),%edx
cmp    %r12d,%edx
jle    1150 <quick_sort+0x30>
mov    %r15,%rdi
mov    %r12d,%esi
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    0x10(%rsp),%r9
jmp    1150 <quick_sort+0x30>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    %r12d,%edx
movslq %edx,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%eax
mov    %r12d,%r14d
mov    %r9d,%ecx
jmp    11c8 <quick_sort+0xa8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r8d,%ecx
cmp    %r8d,%r14d
jg     117a <quick_sort+0x5a>
movslq %r14d,%rdx
lea    (%r15,%rdx,4),%rsi
mov    %r14d,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rsi),%edi
add    $0x4,%rsi
add    $0x1,%edx
cmp    %eax,%edi
jl     11e0 <quick_sort+0xc0>
lea    -0x1(%rdx),%r14d
movslq %ecx,%rbp
lea    0x0(,%rbp,4),%rbx
add    %r13,%rbx
nop
mov    -0x4(%rbx),%ebp
add    $0xfffffffffffffffc,%rbx
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    %eax,%ebp
jg     1200 <quick_sort+0xe0>
lea    0x1(%rcx),%r8d
cmp    %r8d,%r14d
jg     11c0 <quick_sort+0xa0>
mov    %ebp,-0x4(%rsi)
mov    %edi,(%rbx)
mov    %ecx,%r8d
mov    %edx,%r14d
jmp    11c0 <quick_sort+0xa0>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add i32 %2, 1
br label %5
5: ; preds = %51, %3
%6 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %47, %51 ]
%7 = tail call i32 (...) @rand()
%8 = sub i32 %4, %6
%9 = srem i32 %7, %8
%10 = add nsw i32 %9, %6
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %11
%13 = load i32, i32* %12
%14 = icmp sgt i32 %6, %2
br i1 %14, label %46, label %15
15: ; preds = %5, %42
%16 = phi i32 [ %44, %42 ], [ %6, %5 ]
%17 = phi i32 [ %43, %42 ], [ %2, %5 ]
%18 = sext i32 %16 to i64
br label %19
19: ; preds = %19, %15
%20 = phi i64 [ %24, %19 ], [ %18, %15 ]
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp slt i32 %22, %13
%24 = add i64 %20, 1
br i1 %23, label %19, label %25
25: ; preds = %19
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%27 = trunc i64 %20 to i32
%28 = sext i32 %17 to i64
br label %29
29: ; preds = %29, %25
%30 = phi i64 [ %34, %29 ], [ %28, %25 ]
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = icmp sgt i32 %32, %13
%34 = add i64 %30, -1
br i1 %33, label %29, label %35
35: ; preds = %29
%36 = trunc i64 %30 to i32
%37 = icmp sgt i32 %27, %36
br i1 %37, label %42, label %38
38: ; preds = %35
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
store i32 %32, i32* %26
store i32 %22, i32* %39
%40 = add nsw i32 %27, 1
%41 = add nsw i32 %36, -1
br label %42
42: ; preds = %38, %35
%43 = phi i32 [ %41, %38 ], [ %36, %35 ]
%44 = phi i32 [ %40, %38 ], [ %27, %35 ]
%45 = icmp sgt i32 %44, %43
br i1 %45, label %46, label %15
46: ; preds = %42, %5
%47 = phi i32 [ %6, %5 ], [ %44, %42 ]
%48 = add nsw i32 %47, -1
%49 = icmp sgt i32 %48, %6
br i1 %49, label %50, label %51
50: ; preds = %46
tail call void @quick_sort(i32* %0, i32 %6, i32 %48)
br label %51
51: ; preds = %50, %46
%52 = icmp slt i32 %47, %2
br i1 %52, label %5, label %53
53: ; preds = %51
ret void
}