#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 */
void *siftup(unsigned char *, void *, size_t,
             int (*)(void const *, void const *), size_t);
void *heap_replace(void *base, size_t nmemb, size_t size,
                   int (*cmp)(const void *, const void *), void *element) {
  unsigned char *cbase = (unsigned char *)base,
                *root = cbase + (nmemb - 1) * size;
  do {
    unsigned char SWAP_tmp, *SWAP_tone = (unsigned char *)root,
                            *SWAP_ttwo = (unsigned char *)element;
    size_t SWAP_size = size;
    do {
      SWAP_tmp = *SWAP_tone;
      *SWAP_tone = *SWAP_ttwo;
      *SWAP_ttwo = SWAP_tmp;
      ++SWAP_tone;
      ++SWAP_ttwo;
    } while (--SWAP_size);
  } while (0);
  return siftup(root, base, size, cmp, size);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<heap_replace>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
imul   -0x18(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x39(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    (%rax),%cl
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x39(%rbp),%cl
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
jne    1164 <heap_replace+0x54>
jmp    11b5 <heap_replace+0xa5>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%r8
call   1030 <siftup@plt>
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<heap_replace>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdi,%r9
lea    -0x1(%rsi),%rbx
imul   %rdx,%rbx
add    %rbx,%rdi
cmp    $0x8,%rdx
jb     1149 <heap_replace+0x39>
lea    (%r8,%rdx,1),%rax
cmp    %rax,%rdi
jae    120c <heap_replace+0xfc>
imul   %rdx,%rsi
add    %r9,%rsi
cmp    %r8,%rsi
jbe    120c <heap_replace+0xfc>
mov    %rdi,%r12
mov    %r8,%rsi
mov    %rdx,%r10
lea    -0x1(%r10),%r8
mov    %r10,%r11
and    $0x3,%r11
je     1193 <heap_replace+0x83>
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%r12,%rbx,1),%ebp
movzbl (%rsi,%rbx,1),%eax
mov    %al,(%r12,%rbx,1)
mov    %bpl,(%rsi,%rbx,1)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r11
jne    1170 <heap_replace+0x60>
add    %rbx,%r12
add    %rbx,%rsi
sub    %rbx,%r10
cmp    $0x3,%r8
jb     11f9 <heap_replace+0xe9>
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movzbl (%r12,%rbx,1),%r8d
movzbl (%rsi,%rbx,1),%eax
mov    %al,(%r12,%rbx,1)
mov    %r8b,(%rsi,%rbx,1)
movzbl 0x1(%r12,%rbx,1),%r8d
movzbl 0x1(%rsi,%rbx,1),%eax
mov    %al,0x1(%r12,%rbx,1)
mov    %r8b,0x1(%rsi,%rbx,1)
movzbl 0x2(%r12,%rbx,1),%r8d
movzbl 0x2(%rsi,%rbx,1),%eax
mov    %al,0x2(%r12,%rbx,1)
mov    %r8b,0x2(%rsi,%rbx,1)
movzbl 0x3(%r12,%rbx,1),%r8d
movzbl 0x3(%rsi,%rbx,1),%eax
mov    %al,0x3(%r12,%rbx,1)
mov    %r8b,0x3(%rsi,%rbx,1)
add    $0x4,%rbx
cmp    %rbx,%r10
jne    11a0 <heap_replace+0x90>
mov    %r9,%rsi
mov    %rdx,%r8
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <siftup@plt>
cmp    $0x20,%rdx
jae    121a <heap_replace+0x10a>
xor    %r11d,%r11d
jmp    12ea <heap_replace+0x1da>
mov    %rdx,%r11
and    $0xffffffffffffffe0,%r11
lea    -0x20(%r11),%rax
mov    %rax,%r10
shr    $0x5,%r10
add    $0x1,%r10
test   %rax,%rax
je     1327 <heap_replace+0x217>
mov    %r10,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
add    %r9,%rbx
add    $0x30,%rbx
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
movups -0x30(%rbx,%rsi,1),%xmm0
movups -0x20(%rbx,%rsi,1),%xmm1
movups (%r8,%rsi,1),%xmm2
movups 0x10(%r8,%rsi,1),%xmm3
movups %xmm2,-0x30(%rbx,%rsi,1)
movups %xmm3,-0x20(%rbx,%rsi,1)
movups %xmm0,(%r8,%rsi,1)
movups %xmm1,0x10(%r8,%rsi,1)
movups -0x10(%rbx,%rsi,1),%xmm0
movups (%rbx,%rsi,1),%xmm1
movups 0x20(%r8,%rsi,1),%xmm2
movups 0x30(%r8,%rsi,1),%xmm3
movups %xmm2,-0x10(%rbx,%rsi,1)
movups %xmm3,(%rbx,%rsi,1)
movups %xmm0,0x20(%r8,%rsi,1)
movups %xmm1,0x30(%r8,%rsi,1)
add    $0x40,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1250 <heap_replace+0x140>
test   $0x1,%r10b
je     12dc <heap_replace+0x1cc>
movups (%rdi,%rsi,1),%xmm0
movups 0x10(%rdi,%rsi,1),%xmm1
movups (%r8,%rsi,1),%xmm2
movups 0x10(%r8,%rsi,1),%xmm3
movups %xmm2,(%rdi,%rsi,1)
movups %xmm3,0x10(%rdi,%rsi,1)
movups %xmm0,(%r8,%rsi,1)
movups %xmm1,0x10(%r8,%rsi,1)
cmp    %rdx,%r11
je     11f9 <heap_replace+0xe9>
test   $0x18,%dl
je     1331 <heap_replace+0x221>
mov    %rdx,%r14
and    $0xfffffffffffffff8,%r14
lea    (%rdi,%r14,1),%r12
lea    (%r8,%r14,1),%rsi
mov    %edx,%r10d
and    $0x7,%r10d
mov    (%rdi,%r11,1),%r15
mov    (%r8,%r11,1),%rbx
mov    %rbx,(%rdi,%r11,1)
mov    %r15,(%r8,%r11,1)
add    $0x8,%r11
cmp    %r11,%r14
jne    1300 <heap_replace+0x1f0>
cmp    %rdx,%r14
jne    1152 <heap_replace+0x42>
jmp    11f9 <heap_replace+0xe9>
xor    %esi,%esi
test   $0x1,%r10b
jne    12b4 <heap_replace+0x1a4>
jmp    12dc <heap_replace+0x1cc>
mov    %edx,%r10d
and    $0x1f,%r10d
add    %r11,%r8
add    %rdi,%r11
mov    %r11,%r12
mov    %r8,%rsi
jmp    1152 <heap_replace+0x42>

LLVM IR (-O0):
define i8* @heap_replace(i8* %0, i64 %1, i64 %2, i32 (i8*, i8*)* %3, i8* %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32 (i8*, i8*)*
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i8
%14 = alloca i8*
%15 = alloca i8*
%16 = alloca i64
store i8* %0, i8** %6
store i64 %1, i64* %7
store i64 %2, i64* %8
store i32 (i8*, i8*)* %3, i32 (i8*, i8*)** %9
store i8* %4, i8** %10
%17 = load i8*, i8** %6
store i8* %17, i8** %11
%18 = load i8*, i8** %11
%19 = load i64, i64* %7
%20 = sub i64 %19, 1
%21 = load i64, i64* %8
%22 = mul i64 %20, %21
%23 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i64 %22
store i8* %23, i8** %12
br label %24
24: ; preds = %5
%25 = load i8*, i8** %12
store i8* %25, i8** %14
%26 = load i8*, i8** %10
store i8* %26, i8** %15
%27 = load i64, i64* %8
store i64 %27, i64* %16
br label %28
28: ; preds = %40, %24
%29 = load i8*, i8** %14
%30 = load i8, i8* %29
store i8 %30, i8* %13
%31 = load i8*, i8** %15
%32 = load i8, i8* %31
%33 = load i8*, i8** %14
store i8 %32, i8* %33
%34 = load i8, i8* %13
%35 = load i8*, i8** %15
store i8 %34, i8* %35
%36 = load i8*, i8** %14
%37 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i32 1
store i8* %37, i8** %14
%38 = load i8*, i8** %15
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %38, i32 1
store i8* %39, i8** %15
br label %40
40: ; preds = %28
%41 = load i64, i64* %16
%42 = add i64 %41, -1
store i64 %42, i64* %16
%43 = icmp ne i64 %42, 0
br i1 %43, label %28, label %44
44: ; preds = %40
br label %45
45: ; preds = %44
%46 = load i8*, i8** %12
%47 = load i8*, i8** %6
%48 = load i64, i64* %8
%49 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %9
%50 = load i64, i64* %8
%51 = call i8* @siftup(i8* %46, i8* %47, i64 %48, i32 (i8*, i8*)* %49, i64 %50)
ret i8* %51
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @heap_replace(i8* %0, i64 %1, i64 %2, i32 (i8*, i8*)* %3, i8* nocapture %4) {
%6 = add i64 %1, -1
%7 = mul i64 %6, %2
%8 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %7
%9 = icmp ult i64 %2, 8
br i1 %9, label %115, label %10
10: ; preds = %5
%11 = mul i64 %2, %1
%12 = getelementptr i8, i8* %0, i64 %11
%13 = getelementptr i8, i8* %4, i64 %2
%14 = icmp ult i8* %8, %13
%15 = icmp ugt i8* %12, %4
%16 = and i1 %14, %15
br i1 %16, label %115, label %17
17: ; preds = %10
%18 = icmp ult i64 %2, 32
br i1 %18, label %95, label %19
19: ; preds = %17
%20 = and i64 %2, -32
%21 = add i64 %20, -32
%22 = lshr exact i64 %21, 5
%23 = add nuw nsw i64 %22, 1
%24 = and i64 %23, 1
%25 = icmp eq i64 %21, 0
br i1 %25, label %67, label %26
26: ; preds = %19
%27 = and i64 %23, 1152921504606846974
br label %28
28: ; preds = %28, %26
%29 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %64, %28 ]
%30 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %65, %28 ]
%31 = getelementptr i8, i8* %8, i64 %29
%32 = getelementptr i8, i8* %4, i64 %29
%33 = bitcast i8* %31 to <16 x i8>*
%34 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %33
%35 = getelementptr i8, i8* %31, i64 16
%36 = bitcast i8* %35 to <16 x i8>*
%37 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %36
%38 = bitcast i8* %32 to <16 x i8>*
%39 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %38
%40 = getelementptr i8, i8* %32, i64 16
%41 = bitcast i8* %40 to <16 x i8>*
%42 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %41
%43 = bitcast i8* %31 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %39, <16 x i8>* %43
%44 = bitcast i8* %35 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %42, <16 x i8>* %44
%45 = bitcast i8* %32 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %34, <16 x i8>* %45
%46 = bitcast i8* %40 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %37, <16 x i8>* %46
%47 = or i64 %29, 32
%48 = getelementptr i8, i8* %8, i64 %47
%49 = getelementptr i8, i8* %4, i64 %47
%50 = bitcast i8* %48 to <16 x i8>*
%51 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %50
%52 = getelementptr i8, i8* %48, i64 16
%53 = bitcast i8* %52 to <16 x i8>*
%54 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %53
%55 = bitcast i8* %49 to <16 x i8>*
%56 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %55
%57 = getelementptr i8, i8* %49, i64 16
%58 = bitcast i8* %57 to <16 x i8>*
%59 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %58
%60 = bitcast i8* %48 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %56, <16 x i8>* %60
%61 = bitcast i8* %52 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %59, <16 x i8>* %61
%62 = bitcast i8* %49 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %51, <16 x i8>* %62
%63 = bitcast i8* %57 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %54, <16 x i8>* %63
%64 = add nuw i64 %29, 64
%65 = add i64 %30, 2
%66 = icmp eq i64 %65, %27
br i1 %66, label %67, label %28
67: ; preds = %28, %19
%68 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %64, %28 ]
%69 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %69, label %87, label %70
70: ; preds = %67
%71 = getelementptr i8, i8* %8, i64 %68
%72 = getelementptr i8, i8* %4, i64 %68
%73 = bitcast i8* %71 to <16 x i8>*
%74 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %73
%75 = getelementptr i8, i8* %71, i64 16
%76 = bitcast i8* %75 to <16 x i8>*
%77 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %76
%78 = bitcast i8* %72 to <16 x i8>*
%79 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %78
%80 = getelementptr i8, i8* %72, i64 16
%81 = bitcast i8* %80 to <16 x i8>*
%82 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %81
%83 = bitcast i8* %71 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %79, <16 x i8>* %83
%84 = bitcast i8* %75 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %82, <16 x i8>* %84
%85 = bitcast i8* %72 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %74, <16 x i8>* %85
%86 = bitcast i8* %80 to <16 x i8>*
store <16 x i8> %77, <16 x i8>* %86
br label %87
87: ; preds = %67, %70
%88 = icmp eq i64 %20, %2
br i1 %88, label %161, label %89
89: ; preds = %87
%90 = and i64 %2, 31
%91 = getelementptr i8, i8* %4, i64 %20
%92 = getelementptr i8, i8* %8, i64 %20
%93 = and i64 %2, 24
%94 = icmp eq i64 %93, 0
br i1 %94, label %115, label %95
95: ; preds = %17, %89
%96 = phi i64 [ %20, %89 ], [ 0, %17 ]
%97 = and i64 %2, -8
%98 = getelementptr i8, i8* %8, i64 %97
%99 = getelementptr i8, i8* %4, i64 %97
%100 = and i64 %2, 7
br label %101
101: ; preds = %101, %95
%102 = phi i64 [ %96, %95 ], [ %111, %101 ]
%103 = getelementptr i8, i8* %8, i64 %102
%104 = getelementptr i8, i8* %4, i64 %102
%105 = bitcast i8* %103 to <8 x i8>*
%106 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %105
%107 = bitcast i8* %104 to <8 x i8>*
%108 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %107
%109 = bitcast i8* %103 to <8 x i8>*
store <8 x i8> %108, <8 x i8>* %109
%110 = bitcast i8* %104 to <8 x i8>*
store <8 x i8> %106, <8 x i8>* %110
%111 = add nuw i64 %102, 8
%112 = icmp eq i64 %111, %97
br i1 %112, label %113, label %101
113: ; preds = %101
%114 = icmp eq i64 %97, %2
br i1 %114, label %161, label %115
115: ; preds = %10, %5, %89, %113
%116 = phi i8* [ %8, %5 ], [ %8, %10 ], [ %92, %89 ], [ %98, %113 ]
%117 = phi i8* [ %4, %5 ], [ %4, %10 ], [ %91, %89 ], [ %99, %113 ]
%118 = phi i64 [ %2, %5 ], [ %2, %10 ], [ %90, %89 ], [ %100, %113 ]
%119 = add i64 %118, -1
%120 = and i64 %118, 3
%121 = icmp eq i64 %120, 0
br i1 %121, label %134, label %122
122: ; preds = %115, %122
%123 = phi i8* [ %129, %122 ], [ %116, %115 ]
%124 = phi i8* [ %130, %122 ], [ %117, %115 ]
%125 = phi i64 [ %131, %122 ], [ %118, %115 ]
%126 = phi i64 [ %132, %122 ], [ 0, %115 ]
%127 = load i8, i8* %123
%128 = load i8, i8* %124
store i8 %128, i8* %123
store i8 %127, i8* %124
%129 = getelementptr inbounds i8, i8* %123, i64 1
%130 = getelementptr inbounds i8, i8* %124, i64 1
%131 = add i64 %125, -1
%132 = add i64 %126, 1
%133 = icmp eq i64 %132, %120
br i1 %133, label %134, label %122
134: ; preds = %122, %115
%135 = phi i8* [ %116, %115 ], [ %129, %122 ]
%136 = phi i8* [ %117, %115 ], [ %130, %122 ]
%137 = phi i64 [ %118, %115 ], [ %131, %122 ]
%138 = icmp ult i64 %119, 3
br i1 %138, label %161, label %139
139: ; preds = %134, %139
%140 = phi i8* [ %157, %139 ], [ %135, %134 ]
%141 = phi i8* [ %158, %139 ], [ %136, %134 ]
%142 = phi i64 [ %159, %139 ], [ %137, %134 ]
%143 = load i8, i8* %140
%144 = load i8, i8* %141
store i8 %144, i8* %140
store i8 %143, i8* %141
%145 = getelementptr inbounds i8, i8* %140, i64 1
%146 = getelementptr inbounds i8, i8* %141, i64 1
%147 = load i8, i8* %145
%148 = load i8, i8* %146
store i8 %148, i8* %145
store i8 %147, i8* %146
%149 = getelementptr inbounds i8, i8* %140, i64 2
%150 = getelementptr inbounds i8, i8* %141, i64 2
%151 = load i8, i8* %149
%152 = load i8, i8* %150
store i8 %152, i8* %149
store i8 %151, i8* %150
%153 = getelementptr inbounds i8, i8* %140, i64 3
%154 = getelementptr inbounds i8, i8* %141, i64 3
%155 = load i8, i8* %153
%156 = load i8, i8* %154
store i8 %156, i8* %153
store i8 %155, i8* %154
%157 = getelementptr inbounds i8, i8* %140, i64 4
%158 = getelementptr inbounds i8, i8* %141, i64 4
%159 = add i64 %142, -4
%160 = icmp eq i64 %159, 0
br i1 %160, label %161, label %139
161: ; preds = %134, %139, %113, %87
%162 = tail call i8* @siftup(i8* %8, i8* %0, i64 %2, i32 (i8*, i8*)* %3, i64 %2)
ret i8* %162
}