#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*/ exit(int);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int *);
int find_k_min(int *a, int l, int r, int k) {
  if (l > r || k > r - l + 1)
    exit(-1);
  if (l == r && k == 1)
    return a[l];
  int i, m = l;
  for (i = l + 1; i <= r; i++)
    if (a[i] < a[l])
      swap(&a[i], &a[++m]);
  swap(&a[l], &a[m]);
  if (m - l + 1 == k)
    return a[m];
  else if (m - l + 1 > k)
    return find_k_min(a, l, m - 1, k);
  else
    return find_k_min(a, m + 1, r, k - (m - l + 1));
}


x86 assembly (clang, -O0):
<find_k_min>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1165 <find_k_min+0x35>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    116f <find_k_min+0x3f>
mov    $0xffffffff,%edi
call   1040 <exit@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    1198 <find_k_min+0x68>
cmpl   $0x1,-0x1c(%rbp)
jne    1198 <find_k_min+0x68>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12a6 <find_k_min+0x176>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     120c <find_k_min+0xdc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11f9 <find_k_min+0xc9>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1050 <swap@plt>
jmp    11fe <find_k_min+0xce>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11a7 <find_k_min+0x77>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
movslq -0x24(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1050 <swap@plt>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    1254 <find_k_min+0x124>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12a6 <find_k_min+0x176>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jle    1283 <find_k_min+0x153>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x24(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1030 <find_k_min@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12a6 <find_k_min+0x176>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x24(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
sub    %eax,%ecx
call   1030 <find_k_min@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<find_k_min>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
cmp    %esi,%edx
jl     1275 <find_k_min+0x155>
mov    %ecx,%r12d
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r13
lea    0x4(%rdi),%rax
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    $0x1,%eax
sub    %r14d,%eax
mov    %rax,0x30(%rsp)
movslq %r14d,%rcx
lea    0x0(,%rcx,4),%rbp
add    %r13,%rbp
mov    %rcx,%rax
neg    %rax
mov    %rax,0x20(%rsp)
mov    0x10(%rsp),%rax
mov    %rcx,0x28(%rsp)
lea    (%rax,%rcx,4),%rax
mov    %rax,0x18(%rsp)
mov    %r14d,(%rsp)
mov    %r12d,0x4(%rsp)
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x30(%rsp),%rax
add    %edx,%eax
cmp    %r12d,%eax
jl     1275 <find_k_min+0x155>
cmp    %r14d,%edx
jne    11af <find_k_min+0x8f>
cmp    $0x1,%r12d
je     127f <find_k_min+0x15f>
mov    0x28(%rsp),%rax
mov    %r14d,%r15d
mov    %rdx,0x8(%rsp)
cmp    %edx,%r14d
jge    121c <find_k_min+0xfc>
movslq 0x8(%rsp),%r12
add    0x20(%rsp),%r12
mov    0x18(%rsp),%rbx
mov    %r14d,%r15d
jmp    11ea <find_k_min+0xca>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x4,%rbx
add    $0xffffffffffffffff,%r12
je     1210 <find_k_min+0xf0>
mov    (%rbx),%eax
cmp    0x0(%rbp),%eax
jge    11e0 <find_k_min+0xc0>
movslq %r15d,%rax
add    $0x1,%r15d
lea    0x4(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    %rbx,%rdi
call   1040 <swap@plt>
jmp    11e0 <find_k_min+0xc0>
nopl   (%rax)
movslq %r15d,%rax
mov    0x4(%rsp),%r12d
mov    (%rsp),%r14d
lea    0x0(,%rax,4),%rbx
add    %r13,%rbx
mov    %rbp,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    %r15d,%ecx
sub    %r14d,%ecx
lea    0x1(%rcx),%edx
mov    %r12d,%eax
sub    %edx,%eax
je     1282 <find_k_min+0x162>
cmp    %r12d,%ecx
jl     1260 <find_k_min+0x140>
lea    -0x1(%r15),%edx
mov    (%rsp),%r14d
cmp    %r14d,%r15d
jg     1190 <find_k_min+0x70>
jmp    1275 <find_k_min+0x155>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%r15),%r14d
mov    %eax,%r12d
mov    0x8(%rsp),%rdx
cmp    %r15d,%edx
jg     1148 <find_k_min+0x28>
mov    $0xffffffff,%edi
call   1030 <exit@plt>
mov    %rbp,%rbx
mov    (%rbx),%eax
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @find_k_min(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%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** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
%12 = load i32, i32* %7
%13 = load i32, i32* %8
%14 = icmp sgt i32 %12, %13
br i1 %14, label %22, label %15
15: ; preds = %4
%16 = load i32, i32* %9
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %7
%19 = sub nsw i32 %17, %18
%20 = add nsw i32 %19, 1
%21 = icmp sgt i32 %16, %20
br i1 %21, label %22, label %24
22: ; preds = %15, %4
%23 = call i32 @exit(i32 -1)
unreachable
24: ; preds = %15
%25 = load i32, i32* %7
%26 = load i32, i32* %8
%27 = icmp eq i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %37
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %9
%30 = icmp eq i32 %29, 1
br i1 %30, label %31, label %37
31: ; preds = %28
%32 = load i32*, i32** %6
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
store i32 %36, i32* %5
br label %120
37: ; preds = %28, %24
%38 = load i32, i32* %7
store i32 %38, i32* %11
%39 = load i32, i32* %7
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %10
br label %41
41: ; preds = %69, %37
%42 = load i32, i32* %10
%43 = load i32, i32* %8
%44 = icmp sle i32 %42, %43
br i1 %44, label %45, label %72
45: ; preds = %41
%46 = load i32*, i32** %6
%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** %6
%52 = load i32, i32* %7
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = icmp slt i32 %50, %55
br i1 %56, label %57, label %68
57: ; preds = %45
%58 = load i32*, i32** %6
%59 = load i32, i32* %10
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %60
%62 = load i32*, i32** %6
%63 = load i32, i32* %11
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %11
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %65
%67 = call i32 @swap(i32* %61, i32* %66)
br label %68
68: ; preds = %57, %45
br label %69
69: ; preds = %68
%70 = load i32, i32* %10
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %10
br label %41
72: ; preds = %41
%73 = load i32*, i32** %6
%74 = load i32, i32* %7
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
%77 = load i32*, i32** %6
%78 = load i32, i32* %11
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 %79
%81 = call i32 @swap(i32* %76, i32* %80)
%82 = load i32, i32* %11
%83 = load i32, i32* %7
%84 = sub nsw i32 %82, %83
%85 = add nsw i32 %84, 1
%86 = load i32, i32* %9
%87 = icmp eq i32 %85, %86
br i1 %87, label %88, label %94
88: ; preds = %72
%89 = load i32*, i32** %6
%90 = load i32, i32* %11
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
store i32 %93, i32* %5
br label %120
94: ; preds = %72
%95 = load i32, i32* %11
%96 = load i32, i32* %7
%97 = sub nsw i32 %95, %96
%98 = add nsw i32 %97, 1
%99 = load i32, i32* %9
%100 = icmp sgt i32 %98, %99
br i1 %100, label %101, label %108
101: ; preds = %94
%102 = load i32*, i32** %6
%103 = load i32, i32* %7
%104 = load i32, i32* %11
%105 = sub nsw i32 %104, 1
%106 = load i32, i32* %9
%107 = call i32 @find_k_min(i32* %102, i32 %103, i32 %105, i32 %106)
store i32 %107, i32* %5
br label %120
108: ; preds = %94
%109 = load i32*, i32** %6
%110 = load i32, i32* %11
%111 = add nsw i32 %110, 1
%112 = load i32, i32* %8
%113 = load i32, i32* %9
%114 = load i32, i32* %11
%115 = load i32, i32* %7
%116 = sub nsw i32 %114, %115
%117 = add nsw i32 %116, 1
%118 = sub nsw i32 %113, %117
%119 = call i32 @find_k_min(i32* %109, i32 %111, i32 %112, i32 %118)
store i32 %119, i32* %5
br label %120
120: ; preds = %108, %101, %88, %31
%121 = load i32, i32* %5
ret i32 %121
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @find_k_min(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp slt i32 %2, %1
br i1 %5, label %18, label %6
6: ; preds = %4, %58
%7 = phi i32 [ %60, %58 ], [ %3, %4 ]
%8 = phi i32 [ %15, %58 ], [ %2, %4 ]
%9 = phi i32 [ %59, %58 ], [ %1, %4 ]
%10 = sub i32 1, %9
%11 = icmp eq i32 %7, 1
%12 = sext i32 %9 to i64
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
br label %14
14: ; preds = %6, %55
%15 = phi i32 [ %8, %6 ], [ %56, %55 ]
%16 = add i32 %10, %15
%17 = icmp slt i32 %16, %7
br i1 %17, label %18, label %20
18: ; preds = %58, %55, %14, %4
%19 = tail call i32 @exit(i32 -1)
unreachable
20: ; preds = %14
%21 = icmp eq i32 %15, %9
%22 = and i1 %21, %11
br i1 %22, label %62, label %23
23: ; preds = %20
%24 = icmp slt i32 %9, %15
br i1 %24, label %25, label %45
25: ; preds = %23
%26 = sext i32 %15 to i64
br label %27
27: ; preds = %25, %40
%28 = phi i64 [ %12, %25 ], [ %30, %40 ]
%29 = phi i32 [ %9, %25 ], [ %41, %40 ]
%30 = add nsw i64 %28, 1
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32, i32* %13
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %40
35: ; preds = %27
%36 = add nsw i32 %29, 1
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %37
%39 = tail call i32 @swap(i32* %31, i32* %38)
br label %40
40: ; preds = %27, %35
%41 = phi i32 [ %36, %35 ], [ %29, %27 ]
%42 = icmp eq i64 %30, %26
br i1 %42, label %43, label %27
43: ; preds = %40
%44 = sext i32 %41 to i64
br label %45
45: ; preds = %43, %23
%46 = phi i64 [ %44, %43 ], [ %12, %23 ]
%47 = phi i32 [ %41, %43 ], [ %9, %23 ]
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%49 = tail call i32 @swap(i32* %13, i32* %48)
%50 = sub nsw i32 %47, %9
%51 = add nsw i32 %50, 1
%52 = icmp eq i32 %7, %51
br i1 %52, label %62, label %53
53: ; preds = %45
%54 = icmp slt i32 %50, %7
br i1 %54, label %58, label %55
55: ; preds = %53
%56 = add nsw i32 %47, -1
%57 = icmp sgt i32 %47, %9
br i1 %57, label %14, label %18
58: ; preds = %53
%59 = add nsw i32 %47, 1
%60 = sub nsw i32 %7, %51
%61 = icmp sgt i32 %15, %47
br i1 %61, label %6, label %18
62: ; preds = %45, %20
%63 = phi i32* [ %13, %20 ], [ %48, %45 ]
%64 = load i32, i32* %63
ret i32 %64
}