#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();
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int, int);
void quicksort(int arr[], int len) {
  int hold = 0, probe = 1;
  int pivi = rand() % len;
  int piv = arr[pivi];
  swap(arr, 0, pivi);
  pivi = 0;
  hold = 1;
  probe = 1;
  while (probe < len) {
    if (arr[probe] <= piv) {
      swap(arr, hold, probe);
      hold++;
      probe++;
    } else {
      probe++;
    }
  }
  swap(arr, pivi, hold - 1);
  if (hold - 1 > 0)
    quicksort(&arr[0], hold - 1);
  if (probe - hold > 0)
    quicksort(&arr[hold], probe - hold);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quicksort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1050 <rand@plt>
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <swap@plt>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e0 <quicksort+0xb0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     11d2 <quicksort+0xa2>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11db <quicksort+0xab>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    118c <quicksort+0x5c>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
jle    1210 <quicksort+0xe0>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
call   1030 <quicksort@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    -0x10(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
jle    1239 <quicksort+0x109>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
sub    -0x10(%rbp),%esi
call   1030 <quicksort@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quicksort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r15
xchg   %ax,%ax
xor    %eax,%eax
call   1050 <rand@plt>
cltd
idiv   %r14d
movslq %edx,%rdx
mov    (%r15,%rdx,4),%ebp
mov    %r15,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <swap@plt>
cmp    $0x1,%r14d
jle    11b0 <quicksort+0x80>
mov    %r14d,%r14d
mov    $0x1,%r12d
mov    $0x1,%ebx
jmp    1189 <quicksort+0x59>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r14
je     11d0 <quicksort+0xa0>
cmp    %ebp,(%r15,%rbx,4)
jg     1180 <quicksort+0x50>
mov    %r15,%rdi
mov    %r12d,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <swap@plt>
add    $0x1,%r12d
jmp    1180 <quicksort+0x50>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r15,%rdi
xor    %esi,%esi
xor    %edx,%edx
call   1040 <swap@plt>
mov    $0x1,%r12d
mov    $0x1,%r14d
jmp    11f1 <quicksort+0xc1>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%r12),%ebx
mov    %r15,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <swap@plt>
cmp    $0x1,%r12d
jle    11f1 <quicksort+0xc1>
mov    %r15,%rdi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <quicksort@plt>
sub    %r12d,%r14d
jle    1202 <quicksort+0xd2>
movslq %r12d,%rax
lea    (%r15,%rax,4),%r15
jmp    1140 <quicksort+0x10>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quicksort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 1, i32* %6
%9 = call i32 (...) @rand()
%10 = load i32, i32* %4
%11 = srem i32 %9, %10
store i32 %11, i32* %7
%12 = load i32*, i32** %3
%13 = load i32, i32* %7
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
store i32 %16, i32* %8
%17 = load i32*, i32** %3
%18 = load i32, i32* %7
%19 = call i32 @swap(i32* %17, i32 0, i32 %18)
store i32 0, i32* %7
store i32 1, i32* %5
store i32 1, i32* %6
br label %20
20: ; preds = %44, %2
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %4
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %45
24: ; preds = %20
%25 = load i32*, i32** %3
%26 = load i32, i32* %6
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %8
%31 = icmp sle i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %41
32: ; preds = %24
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %5
%35 = load i32, i32* %6
%36 = call i32 @swap(i32* %33, i32 %34, i32 %35)
%37 = load i32, i32* %5
%38 = add nsw i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %5
%39 = load i32, i32* %6
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %6
br label %44
41: ; preds = %24
%42 = load i32, i32* %6
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %6
br label %44
44: ; preds = %41, %32
br label %20
45: ; preds = %20
%46 = load i32*, i32** %3
%47 = load i32, i32* %7
%48 = load i32, i32* %5
%49 = sub nsw i32 %48, 1
%50 = call i32 @swap(i32* %46, i32 %47, i32 %49)
%51 = load i32, i32* %5
%52 = sub nsw i32 %51, 1
%53 = icmp sgt i32 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %59
54: ; preds = %45
%55 = load i32*, i32** %3
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 0
%57 = load i32, i32* %5
%58 = sub nsw i32 %57, 1
br label %59
59: ; preds = %54, %45
%60 = load i32, i32* %6
%61 = load i32, i32* %5
%62 = sub nsw i32 %60, %61
%63 = icmp sgt i32 %62, 0
br i1 %63, label %64, label %72
64: ; preds = %59
%65 = load i32*, i32** %3
%66 = load i32, i32* %5
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %6
%70 = load i32, i32* %5
%71 = sub nsw i32 %69, %70
br label %72
72: ; preds = %64, %59
ret void
}

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