#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*/ exchange(unsigned long *, unsigned long *);
void quick_sort(unsigned long *numray, int alpha, int omega) {
  unsigned long key, left, right, pivot;
  if (alpha < omega) {
    pivot = ((alpha + omega) / 2);
    exchange(&numray[alpha], &numray[pivot]);
    key = numray[alpha];
    left = alpha + 1;
    right = omega;
    while (left <= right) {
      while ((left <= omega) && (numray[left] <= key))
        left++;
      while ((right >= alpha) && (numray[right] > key))
        right--;
      if (left < right)
        exchange(&numray[left], &numray[right]);
    }
    exchange(&numray[alpha], &numray[right]);
    quick_sort(numray, alpha, right - 1);
    quick_sort(numray, right + 1, omega);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    12d0 <quick_sort+0x1b0>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cltq
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x30(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <exchange@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movslq -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
ja     1281 <quick_sort+0x161>
jmp    11ac <quick_sort+0x8c>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
xor    %eax,%eax
cmp    %rdx,%rcx
mov    %al,-0x31(%rbp)
ja     11d8 <quick_sort+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
setbe  %al
mov    %al,-0x31(%rbp)
mov    -0x31(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11e8 <quick_sort+0xc8>
jmp    11f9 <quick_sort+0xd9>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    11ac <quick_sort+0x8c>
jmp    11fe <quick_sort+0xde>
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
xor    %eax,%eax
cmp    %rdx,%rcx
mov    %al,-0x32(%rbp)
jb     122a <quick_sort+0x10a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
seta   %al
mov    %al,-0x32(%rbp)
mov    -0x32(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    123a <quick_sort+0x11a>
jmp    124b <quick_sort+0x12b>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11fe <quick_sort+0xde>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    127c <quick_sort+0x15c>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <exchange@plt>
jmp    1199 <quick_sort+0x79>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <exchange@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x28(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %eax,%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
cmp    %edx,%esi
jge    1213 <quick_sort+0xf3>
mov    %edx,%r15d
mov    %rdi,%rbx
movslq %edx,%r13
mov    %r15,(%rsp)
jmp    1180 <quick_sort+0x60>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    (%rbx,%rbp,8),%rsi
mov    0x8(%rsp),%rdi
call   1040 <exchange@plt>
lea    -0x1(%rbp),%edx
mov    %rbx,%rdi
mov    0x10(%rsp),%rsi
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x1,%ebp
mov    %ebp,%esi
mov    (%rsp),%r15
cmp    %r15d,%ebp
jge    1213 <quick_sort+0xf3>
lea    (%rsi,%r15,1),%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %eax,%ecx
sar    %ecx
movslq %ecx,%rax
mov    %rsi,0x10(%rsp)
movslq %esi,%r14
lea    (%rbx,%r14,8),%rdi
lea    (%rbx,%rax,8),%rsi
mov    %rdi,0x8(%rsp)
call   1040 <exchange@plt>
lea    0x1(%r14),%eax
mov    %r13,%rbp
cmp    %r15d,%eax
ja     1150 <quick_sort+0x30>
mov    (%rbx,%r14,8),%r12
movslq %eax,%r15
mov    %r13,%rbp
cmp    %r13,%r15
jbe    11d5 <quick_sort+0xb5>
jmp    11f4 <quick_sort+0xd4>
cmp    %rbp,%r15
ja     1150 <quick_sort+0x30>
nopl   0x0(%rax)
cmp    %r13,%r15
ja     11f4 <quick_sort+0xd4>
cmp    %r12,(%rbx,%r15,8)
ja     11f4 <quick_sort+0xd4>
add    $0x1,%r15
cmp    %r13,%r15
jbe    11d5 <quick_sort+0xb5>
jmp    11f4 <quick_sort+0xd4>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffffffffffff,%rbp
cmp    %r14,%rbp
jb     11ff <quick_sort+0xdf>
cmp    %r12,(%rbx,%rbp,8)
ja     11f0 <quick_sort+0xd0>
cmp    %rbp,%r15
jae    11c7 <quick_sort+0xa7>
lea    (%rbx,%r15,8),%rdi
lea    (%rbx,%rbp,8),%rsi
call   1040 <exchange@plt>
jmp    11c7 <quick_sort+0xa7>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quick_sort(i64* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i64*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
store i64* %0, i64** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %110
14: ; preds = %3
%15 = load i32, i32* %5
%16 = load i32, i32* %6
%17 = add nsw i32 %15, %16
%18 = sdiv i32 %17, 2
%19 = sext i32 %18 to i64
store i64 %19, i64* %10
%20 = load i64*, i64** %4
%21 = load i32, i32* %5
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i64, i64* %20, i64 %22
%24 = load i64*, i64** %4
%25 = load i64, i64* %10
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %24, i64 %25
%27 = call i32 @exchange(i64* %23, i64* %26)
%28 = load i64*, i64** %4
%29 = load i32, i32* %5
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %28, i64 %30
%32 = load i64, i64* %31
store i64 %32, i64* %7
%33 = load i32, i32* %5
%34 = add nsw i32 %33, 1
%35 = sext i32 %34 to i64
store i64 %35, i64* %8
%36 = load i32, i32* %6
%37 = sext i32 %36 to i64
store i64 %37, i64* %9
br label %38
38: ; preds = %90, %14
%39 = load i64, i64* %8
%40 = load i64, i64* %9
%41 = icmp ule i64 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %91
42: ; preds = %38
br label %43
43: ; preds = %57, %42
%44 = load i64, i64* %8
%45 = load i32, i32* %6
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = icmp ule i64 %44, %46
br i1 %47, label %48, label %55
48: ; preds = %43
%49 = load i64*, i64** %4
%50 = load i64, i64* %8
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %49, i64 %50
%52 = load i64, i64* %51
%53 = load i64, i64* %7
%54 = icmp ule i64 %52, %53
br label %55
55: ; preds = %48, %43
%56 = phi i1 [ false, %43 ], [ %54, %48 ]
br i1 %56, label %57, label %60
57: ; preds = %55
%58 = load i64, i64* %8
%59 = add i64 %58, 1
store i64 %59, i64* %8
br label %43
60: ; preds = %55
br label %61
61: ; preds = %75, %60
%62 = load i64, i64* %9
%63 = load i32, i32* %5
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = icmp uge i64 %62, %64
br i1 %65, label %66, label %73
66: ; preds = %61
%67 = load i64*, i64** %4
%68 = load i64, i64* %9
%69 = getelementptr inbounds i64, i64* %67, i64 %68
%70 = load i64, i64* %69
%71 = load i64, i64* %7
%72 = icmp ugt i64 %70, %71
br label %73
73: ; preds = %66, %61
%74 = phi i1 [ false, %61 ], [ %72, %66 ]
br i1 %74, label %75, label %78
75: ; preds = %73
%76 = load i64, i64* %9
%77 = add i64 %76, -1
store i64 %77, i64* %9
br label %61
78: ; preds = %73
%79 = load i64, i64* %8
%80 = load i64, i64* %9
%81 = icmp ult i64 %79, %80
br i1 %81, label %82, label %90
82: ; preds = %78
%83 = load i64*, i64** %4
%84 = load i64, i64* %8
%85 = getelementptr inbounds i64, i64* %83, i64 %84
%86 = load i64*, i64** %4
%87 = load i64, i64* %9
%88 = getelementptr inbounds i64, i64* %86, i64 %87
%89 = call i32 @exchange(i64* %85, i64* %88)
br label %90
90: ; preds = %82, %78
br label %38
91: ; preds = %38
%92 = load i64*, i64** %4
%93 = load i32, i32* %5
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds i64, i64* %92, i64 %94
%96 = load i64*, i64** %4
%97 = load i64, i64* %9
%98 = getelementptr inbounds i64, i64* %96, i64 %97
%99 = call i32 @exchange(i64* %95, i64* %98)
%100 = load i64*, i64** %4
%101 = load i32, i32* %5
%102 = load i64, i64* %9
%103 = sub i64 %102, 1
%104 = trunc i64 %103 to i32
%105 = load i64*, i64** %4
%106 = load i64, i64* %9
%107 = add i64 %106, 1
%108 = trunc i64 %107 to i32
%109 = load i32, i32* %6
br label %110
110: ; preds = %91, %3
ret void
}

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