#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 min(int *a, int n, int nth) {
  assert(1 <= nth && nth <= n);
  int l[n], m[n], r[n], ln = 0, mn = 0, rn = 0;
  int pivot = a[0];
  for (int i = 0; i < n; ++i) {
    int elem = a[i];
    if (elem < pivot)
      l[ln++] = elem;
    else if (elem == pivot)
      m[mn++] = elem;
    else
      r[rn++] = elem;
  }
  if (nth <= ln)
    return min(l, ln, nth);
  else if (nth <= ln + mn)
    return pivot;
  else
    return min(r, rn, nth - ln - mn);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<min>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
xor    %eax,%eax
mov    $0x1,%ecx
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x55(%rbp)
jg     1151 <min+0x31>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x55(%rbp)
mov    -0x55(%rbp),%al
movzbl %al,%edi
and    $0x1,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x70(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x68(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x60(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
movl   $0x0,-0x4c(%rbp)
mov    -0x4c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1287 <min+0x167>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
cmp    -0x48(%rbp),%eax
jge    122e <min+0x10e>
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%edx
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x3c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1274 <min+0x154>
mov    -0x50(%rbp),%eax
cmp    -0x48(%rbp),%eax
jne    1257 <min+0x137>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%edx
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x40(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    126f <min+0x14f>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%edx
mov    -0x44(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x44(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1274 <min+0x154>
jmp    1279 <min+0x159>
mov    -0x4c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
jmp    11eb <min+0xcb>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x3c(%rbp),%eax
jg     12b1 <min+0x191>
mov    -0x70(%rbp),%rdi
mov    -0x3c(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <min@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x54(%rbp)
jmp    12f3 <min+0x1d3>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    -0x40(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     12d4 <min+0x1b4>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x54(%rbp)
jmp    12f3 <min+0x1d3>
mov    -0x60(%rbp),%rdi
mov    -0x44(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    -0x3c(%rbp),%edx
sub    -0x40(%rbp),%edx
call   1030 <min@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x54(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<min>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
test   %edx,%edx
setg   %al
cmp    %esi,%edx
setle  %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    %r15d,%r11d
mov    %rsp,%r8
lea    0xf(,%r11,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r8
mov    %r8,%rsp
mov    %rsp,%rdi
sub    %rax,%rdi
mov    %rdi,%rsp
mov    (%r12),%eax
test   %r15d,%r15d
jle    11dd <min+0xbd>
xor    %esi,%esi
mov    $0x1,%edx
mov    %eax,%ebx
xor    %r10d,%r10d
xor    %r9d,%r9d
cmp    %eax,%ebx
jge    11b0 <min+0x90>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq %esi,%rcx
add    $0x1,%esi
mov    %ebx,(%r8,%rcx,4)
cmp    %rdx,%r11
jne    11cf <min+0xaf>
jmp    11e5 <min+0xc5>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
jne    11c0 <min+0xa0>
add    $0x1,%r9d
cmp    %rdx,%r11
jne    11cf <min+0xaf>
jmp    11e5 <min+0xc5>
nopl   (%rax)
movslq %r10d,%rcx
add    $0x1,%r10d
mov    %ebx,(%rdi,%rcx,4)
cmp    %rdx,%r11
je     11e5 <min+0xc5>
mov    (%r12,%rdx,4),%ebx
add    $0x1,%rdx
cmp    %eax,%ebx
jge    11b0 <min+0x90>
jmp    1190 <min+0x70>
xor    %r9d,%r9d
xor    %r10d,%r10d
xor    %esi,%esi
cmp    %r14d,%esi
jge    11fa <min+0xda>
add    %r9d,%esi
cmp    %r14d,%esi
jge    1205 <min+0xe5>
sub    %esi,%r14d
mov    %r10d,%esi
jmp    11fd <min+0xdd>
mov    %r8,%rdi
mov    %r14d,%edx
call   1030 <min@plt>
lea    -0x20(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @min(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp sle i32 1, %19
br i1 %20, label %21, label %25
21: ; preds = %3
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %6
%24 = icmp sle i32 %22, %23
br label %25
25: ; preds = %21, %3
%26 = phi i1 [ false, %3 ], [ %24, %21 ]
%27 = zext i1 %26 to i32
%28 = call i32 @assert(i32 %27)
%29 = load i32, i32* %6
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %31, i8** %8
%32 = alloca i32, i64 %30
store i64 %30, i64* %9
%33 = load i32, i32* %6
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = alloca i32, i64 %34
store i64 %34, i64* %10
%36 = load i32, i32* %6
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = alloca i32, i64 %37
store i64 %37, i64* %11
store i32 0, i32* %12
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %14
%39 = load i32*, i32** %5
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 0
%41 = load i32, i32* %40
store i32 %41, i32* %15
store i32 0, i32* %16
br label %42
42: ; preds = %79, %25
%43 = load i32, i32* %16
%44 = load i32, i32* %6
%45 = icmp slt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %82
46: ; preds = %42
%47 = load i32*, i32** %5
%48 = load i32, i32* %16
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
store i32 %51, i32* %17
%52 = load i32, i32* %17
%53 = load i32, i32* %15
%54 = icmp slt i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %61
55: ; preds = %46
%56 = load i32, i32* %17
%57 = load i32, i32* %12
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %12
%59 = sext i32 %57 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %59
store i32 %56, i32* %60
br label %78
61: ; preds = %46
%62 = load i32, i32* %17
%63 = load i32, i32* %15
%64 = icmp eq i32 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %71
65: ; preds = %61
%66 = load i32, i32* %17
%67 = load i32, i32* %13
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %13
%69 = sext i32 %67 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %69
store i32 %66, i32* %70
br label %77
71: ; preds = %61
%72 = load i32, i32* %17
%73 = load i32, i32* %14
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %14
%75 = sext i32 %73 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %75
store i32 %72, i32* %76
br label %77
77: ; preds = %71, %65
br label %78
78: ; preds = %77, %55
br label %79
79: ; preds = %78
%80 = load i32, i32* %16
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %16
br label %42
82: ; preds = %42
%83 = load i32, i32* %7
%84 = load i32, i32* %12
%85 = icmp sle i32 %83, %84
br i1 %85, label %86, label %90
86: ; preds = %82
%87 = load i32, i32* %12
%88 = load i32, i32* %7
%89 = call i32 @min(i32* %32, i32 %87, i32 %88)
store i32 %89, i32* %4
store i32 1, i32* %18
br label %106
90: ; preds = %82
%91 = load i32, i32* %7
%92 = load i32, i32* %12
%93 = load i32, i32* %13
%94 = add nsw i32 %92, %93
%95 = icmp sle i32 %91, %94
br i1 %95, label %96, label %98
96: ; preds = %90
%97 = load i32, i32* %15
store i32 %97, i32* %4
store i32 1, i32* %18
br label %106
98: ; preds = %90
%99 = load i32, i32* %14
%100 = load i32, i32* %7
%101 = load i32, i32* %12
%102 = sub nsw i32 %100, %101
%103 = load i32, i32* %13
%104 = sub nsw i32 %102, %103
%105 = call i32 @min(i32* %38, i32 %99, i32 %104)
store i32 %105, i32* %4
store i32 1, i32* %18
br label %106
106: ; preds = %98, %96, %86
%107 = load i8*, i8** %8
%108 = load i32, i32* %4
ret i32 %108
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @min(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
%5 = icmp sle i32 %2, %1
%6 = and i1 %4, %5
%7 = zext i1 %6 to i32
%8 = tail call i32 @assert(i32 %7)
%9 = zext i32 %1 to i64
%10 = alloca i32, i64 %9
%11 = alloca i32, i64 %9
%12 = load i32, i32* %0
%13 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %13, label %19, label %14
14: ; preds = %38, %3
%15 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %39, %38 ]
%16 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %40, %38 ]
%17 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %41, %38 ]
%18 = icmp slt i32 %17, %2
br i1 %18, label %49, label %47
19: ; preds = %3, %44
%20 = phi i32 [ %46, %44 ], [ %12, %3 ]
%21 = phi i64 [ %42, %44 ], [ 0, %3 ]
%22 = phi i32 [ %41, %44 ], [ 0, %3 ]
%23 = phi i32 [ %40, %44 ], [ 0, %3 ]
%24 = phi i32 [ %39, %44 ], [ 0, %3 ]
%25 = icmp slt i32 %20, %12
br i1 %25, label %26, label %30
26: ; preds = %19
%27 = add nsw i32 %22, 1
%28 = sext i32 %22 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 %28
store i32 %20, i32* %29
br label %38
30: ; preds = %19
%31 = icmp eq i32 %20, %12
br i1 %31, label %32, label %34
32: ; preds = %30
%33 = add nsw i32 %24, 1
br label %38
34: ; preds = %30
%35 = add nsw i32 %23, 1
%36 = sext i32 %23 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %36
store i32 %20, i32* %37
br label %38
38: ; preds = %32, %34, %26
%39 = phi i32 [ %24, %26 ], [ %33, %32 ], [ %24, %34 ]
%40 = phi i32 [ %23, %26 ], [ %23, %32 ], [ %35, %34 ]
%41 = phi i32 [ %27, %26 ], [ %22, %32 ], [ %22, %34 ]
%42 = add nuw nsw i64 %21, 1
%43 = icmp eq i64 %42, %9
br i1 %43, label %14, label %44
44: ; preds = %38
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%46 = load i32, i32* %45
br label %19
47: ; preds = %14
%48 = call i32 @min(i32* %10, i32 %17, i32 %2)
br label %55
49: ; preds = %14
%50 = add i32 %17, %15
%51 = icmp slt i32 %50, %2
br i1 %51, label %52, label %55
52: ; preds = %49
%53 = sub i32 %2, %50
%54 = call i32 @min(i32* %11, i32 %16, i32 %53)
br label %55
55: ; preds = %49, %52, %47
%56 = phi i32 [ %48, %47 ], [ %54, %52 ], [ %12, %49 ]
ret i32 %56
}