#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 */
typedef scalar_t__ uint32_t;

/* Variables and functions */
uint32_t kth_smallest(uint32_t a[], int n, int k) {
  register int i, j, l, m;
  register uint32_t x;
  l = 0;
  m = n - 1;
  while (l < m) {
    x = a[k];
    i = l;
    j = m;
    do {
      while (a[i] < x)
        i++;
      while (x < a[j])
        j--;
      if (i <= j) {
        {
          register uint32_t t = (a[i]);
          (a[i]) = (a[j]);
          (a[j]) = t;
        };
        i++;
        j--;
      }
    } while (i <= j);
    if (j < k)
      l = i;
    if (k < i)
      m = j;
  }
  return a[k];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<kth_smallest>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1228 <kth_smallest+0x128>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    114b <kth_smallest+0x4b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jge    116f <kth_smallest+0x6f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    114b <kth_smallest+0x4b>
jmp    1174 <kth_smallest+0x74>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
jge    1198 <kth_smallest+0x98>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1174 <kth_smallest+0x74>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     11ee <kth_smallest+0xee>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11f3 <kth_smallest+0xf3>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    1146 <kth_smallest+0x46>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1211 <kth_smallest+0x111>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1223 <kth_smallest+0x123>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    111e <kth_smallest+0x1e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<kth_smallest>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x1,%esi
jle    11a8 <kth_smallest+0xa8>
add    $0xffffffff,%esi
movslq %edx,%r8
lea    0x8(%rdi),%r10
xor    %r9d,%r9d
jmp    1143 <kth_smallest+0x43>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
cmp    %edx,%r11d
cmovl  %r14d,%r9d
cmp    %edx,%r14d
cmovg  %r11d,%esi
cmp    %esi,%r9d
jge    11ab <kth_smallest+0xab>
mov    (%rdi,%r8,8),%r15
mov    %esi,%r11d
mov    %r9d,%r14d
jmp    1155 <kth_smallest+0x55>
nop
cmp    %r11d,%r14d
jg     1130 <kth_smallest+0x30>
movslq %r14d,%rax
lea    (%rdi,%rax,8),%rbx
mov    %r14d,%r13d
nop
mov    (%rbx),%r12
add    $0x8,%rbx
add    $0x1,%r13d
cmp    %r15,%r12
jl     1160 <kth_smallest+0x60>
lea    -0x1(%r13),%r14d
movslq %r11d,%rax
lea    (%r10,%rax,8),%rax
mov    %r11d,%ebp
xchg   %ax,%ax
mov    -0x8(%rax),%rcx
add    $0xfffffffffffffff8,%rax
add    $0xffffffff,%ebp
cmp    %rcx,%r15
jl     1180 <kth_smallest+0x80>
lea    0x1(%rbp),%r11d
cmp    %r11d,%r14d
jg     1150 <kth_smallest+0x50>
mov    %rcx,-0x8(%rbx)
mov    %r12,(%rax)
mov    %ebp,%r11d
mov    %r13d,%r14d
jmp    1150 <kth_smallest+0x50>
movslq %edx,%r8
mov    (%rdi,%r8,8),%rax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i64 @kth_smallest(i64* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %4, label %7, label %5
5: ; preds = %3
%6 = sext i32 %2 to i64
br label %52
7: ; preds = %3
%8 = add nsw i32 %1, -1
%9 = sext i32 %2 to i64
%10 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %9
br label %11
11: ; preds = %7, %46
%12 = phi i32 [ %8, %7 ], [ %50, %46 ]
%13 = phi i32 [ 0, %7 ], [ %48, %46 ]
%14 = load i64, i64* %10
br label %15
15: ; preds = %42, %11
%16 = phi i32 [ %12, %11 ], [ %43, %42 ]
%17 = phi i32 [ %13, %11 ], [ %44, %42 ]
%18 = sext i32 %17 to i64
br label %19
19: ; preds = %19, %15
%20 = phi i64 [ %24, %19 ], [ %18, %15 ]
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %20
%22 = load i64, i64* %21
%23 = icmp slt i64 %22, %14
%24 = add i64 %20, 1
br i1 %23, label %19, label %25
25: ; preds = %19
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %20
%27 = trunc i64 %20 to i32
%28 = sext i32 %16 to i64
br label %29
29: ; preds = %29, %25
%30 = phi i64 [ %34, %29 ], [ %28, %25 ]
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %30
%32 = load i64, i64* %31
%33 = icmp slt i64 %14, %32
%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 i64, i64* %0, i64 %30
store i64 %32, i64* %26
store i64 %22, i64* %39
%40 = add nsw i32 %27, 1
%41 = add nsw i32 %36, -1
br label %42
42: ; preds = %35, %38
%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
%47 = icmp slt i32 %43, %2
%48 = select i1 %47, i32 %44, i32 %13
%49 = icmp sgt i32 %44, %2
%50 = select i1 %49, i32 %43, i32 %12
%51 = icmp slt i32 %48, %50
br i1 %51, label %11, label %52
52: ; preds = %46, %5
%53 = phi i64 [ %6, %5 ], [ %9, %46 ]
%54 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %53
%55 = load i64, i64* %54
ret i64 %55
}