#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 find_end_of_left_subsequence(int *, int);
int find_start_of_right_subsequence(int *, int);
scalar_t__ malloc(int);
int shrink_left(int *, int, int);
int shrink_right(int *, int, int, int);
int *minimize_direct(int *arr, int len) {
  int *res = (int *)malloc(2 * sizeof(int));
  int end_left = find_end_of_left_subsequence(arr, len);
  int start_right = find_start_of_right_subsequence(arr, len);
  int min_index = end_left + 1;
  if (min_index >= len)
    return NULL;
  int max_index = start_right - 1;
  int c;
  for (c = end_left; c <= start_right; c++) {
    if (arr[c] < arr[min_index])
      min_index = c;
    if (arr[c] > arr[max_index])
      max_index = c;
  }
  res[0] = shrink_left(arr, min_index, end_left);
  res[1] = shrink_right(arr, max_index, start_right, len);
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<minimize_direct>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    $0x8,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1040 <find_end_of_left_subsequence@plt>
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1030 <find_start_of_right_subsequence@plt>
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jl     11ad <minimize_direct+0x5d>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1259 <minimize_direct+0x109>
mov    -0x28(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jg     121f <minimize_direct+0xcf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11ea <minimize_direct+0x9a>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    120c <minimize_direct+0xbc>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1211 <minimize_direct+0xc1>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11bc <minimize_direct+0x6c>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x2c(%rbp),%esi
mov    -0x24(%rbp),%edx
call   1060 <shrink_left@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%esi
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
call   1070 <shrink_right@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,0x4(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<minimize_direct>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %esi,%r12d
mov    %rdi,%r14
mov    $0x8,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    %r14,%rdi
mov    %r12d,%esi
call   1040 <find_end_of_left_subsequence@plt>
mov    %eax,%r13d
mov    %r14,%rdi
mov    %r12d,%esi
call   1030 <find_start_of_right_subsequence@plt>
lea    0x1(%r13),%esi
cmp    %r12d,%esi
jge    125d <minimize_direct+0x10d>
lea    -0x1(%rax),%r15d
cmp    %r13d,%eax
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %rbx,0x8(%rsp)
jl     11df <minimize_direct+0x8f>
movslq %r13d,%rbx
lea    0x1(%rax),%r8d
mov    %r8d,%ecx
sub    %r13d,%ecx
test   $0x1,%cl
je     11da <minimize_direct+0x8a>
mov    (%r14,%rbx,4),%ecx
movslq %esi,%rdx
cmp    (%r14,%rdx,4),%ecx
cmovl  %r13d,%esi
movslq %r15d,%r15
cmp    (%r14,%r15,4),%ecx
cmovg  %r13d,%r15d
add    $0x1,%rbx
cmp    %r13d,%eax
jne    1219 <minimize_direct+0xc9>
mov    %r14,%rdi
mov    %r13d,%edx
call   1060 <shrink_left@plt>
mov    0x8(%rsp),%rbx
mov    %eax,(%rbx)
mov    %r14,%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    0x10(%rsp),%rdx
mov    %r12d,%ecx
call   1070 <shrink_right@plt>
mov    %eax,0x4(%rbx)
jmp    125f <minimize_direct+0x10f>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x2,%rbx
cmp    %ebx,%r8d
je     11df <minimize_direct+0x8f>
movslq %esi,%rdi
mov    (%r14,%rbx,4),%ecx
mov    %ebx,%edx
cmp    (%r14,%rdi,4),%ecx
jl     122a <minimize_direct+0xda>
mov    %esi,%edx
movslq %r15d,%rsi
mov    %ebx,%edi
cmp    (%r14,%rsi,4),%ecx
jg     1238 <minimize_direct+0xe8>
mov    %r15d,%edi
mov    0x4(%r14,%rbx,4),%ecx
movslq %edx,%rbp
lea    0x1(%rbx),%r15d
mov    %r15d,%esi
cmp    (%r14,%rbp,4),%ecx
jl     124f <minimize_direct+0xff>
mov    %edx,%esi
movslq %edi,%rdx
cmp    (%r14,%rdx,4),%ecx
jg     1210 <minimize_direct+0xc0>
mov    %edi,%r15d
jmp    1210 <minimize_direct+0xc0>
xor    %ebx,%ebx
mov    %rbx,%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @minimize_direct(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32*
%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** %4
store i32 %1, i32* %5
%12 = call i64 @malloc(i32 8)
%13 = inttoptr i64 %12 to i32*
store i32* %13, i32** %6
%14 = load i32*, i32** %4
%15 = load i32, i32* %5
%16 = call i32 @find_end_of_left_subsequence(i32* %14, i32 %15)
store i32 %16, i32* %7
%17 = load i32*, i32** %4
%18 = load i32, i32* %5
%19 = call i32 @find_start_of_right_subsequence(i32* %17, i32 %18)
store i32 %19, i32* %8
%20 = load i32, i32* %7
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %9
%22 = load i32, i32* %9
%23 = load i32, i32* %5
%24 = icmp sge i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %26
25: ; preds = %2
store i32* null, i32** %3
br label %81
26: ; preds = %2
%27 = load i32, i32* %8
%28 = sub nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %10
%29 = load i32, i32* %7
store i32 %29, i32* %11
br label %30
30: ; preds = %63, %26
%31 = load i32, i32* %11
%32 = load i32, i32* %8
%33 = icmp sle i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %66
34: ; preds = %30
%35 = load i32*, i32** %4
%36 = load i32, i32* %11
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32*, i32** %4
%41 = load i32, i32* %9
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp slt i32 %39, %44
br i1 %45, label %46, label %48
46: ; preds = %34
%47 = load i32, i32* %11
store i32 %47, i32* %9
br label %48
48: ; preds = %46, %34
%49 = load i32*, i32** %4
%50 = load i32, i32* %11
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = load i32*, i32** %4
%55 = load i32, i32* %10
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = icmp sgt i32 %53, %58
br i1 %59, label %60, label %62
60: ; preds = %48
%61 = load i32, i32* %11
store i32 %61, i32* %10
br label %62
62: ; preds = %60, %48
br label %63
63: ; preds = %62
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %11
br label %30
66: ; preds = %30
%67 = load i32*, i32** %4
%68 = load i32, i32* %9
%69 = load i32, i32* %7
%70 = call i32 @shrink_left(i32* %67, i32 %68, i32 %69)
%71 = load i32*, i32** %6
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 0
store i32 %70, i32* %72
%73 = load i32*, i32** %4
%74 = load i32, i32* %10
%75 = load i32, i32* %8
%76 = load i32, i32* %5
%77 = call i32 @shrink_right(i32* %73, i32 %74, i32 %75, i32 %76)
%78 = load i32*, i32** %6
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 1
store i32 %77, i32* %79
%80 = load i32*, i32** %6
store i32* %80, i32** %3
br label %81
81: ; preds = %66, %25
%82 = load i32*, i32** %3
ret i32* %82
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @minimize_direct(i32* %0, i32 %1) {
%3 = tail call i64 @malloc(i32 8)
%4 = inttoptr i64 %3 to i32*
%5 = tail call i32 @find_end_of_left_subsequence(i32* %0, i32 %1)
%6 = tail call i32 @find_start_of_right_subsequence(i32* %0, i32 %1)
%7 = add nsw i32 %5, 1
%8 = icmp slt i32 %7, %1
br i1 %8, label %9, label %79
9: ; preds = %2
%10 = add nsw i32 %6, -1
%11 = icmp slt i32 %6, %5
br i1 %11, label %73, label %12
12: ; preds = %9
%13 = sext i32 %5 to i64
%14 = add i32 %6, 1
%15 = sub i32 %14, %5
%16 = and i32 %15, 1
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %32, label %18
18: ; preds = %12
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%20 = load i32, i32* %19
%21 = sext i32 %7 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp slt i32 %20, %23
%25 = select i1 %24, i32 %5, i32 %7
%26 = sext i32 %10 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = icmp sgt i32 %20, %28
%30 = select i1 %29, i32 %5, i32 %10
%31 = add nsw i64 %13, 1
br label %32
32: ; preds = %18, %12
%33 = phi i32 [ undef, %12 ], [ %25, %18 ]
%34 = phi i32 [ undef, %12 ], [ %30, %18 ]
%35 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %31, %18 ]
%36 = phi i32 [ %10, %12 ], [ %30, %18 ]
%37 = phi i32 [ %7, %12 ], [ %25, %18 ]
%38 = icmp eq i32 %6, %5
br i1 %38, label %73, label %39
39: ; preds = %32, %39
%40 = phi i64 [ %70, %39 ], [ %35, %32 ]
%41 = phi i32 [ %69, %39 ], [ %36, %32 ]
%42 = phi i32 [ %64, %39 ], [ %37, %32 ]
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%44 = load i32, i32* %43
%45 = sext i32 %42 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = icmp slt i32 %44, %47
%49 = trunc i64 %40 to i32
%50 = select i1 %48, i32 %49, i32 %42
%51 = sext i32 %41 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = icmp sgt i32 %44, %53
%55 = select i1 %54, i32 %49, i32 %41
%56 = add nsw i64 %40, 1
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = sext i32 %50 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = icmp slt i32 %58, %61
%63 = trunc i64 %56 to i32
%64 = select i1 %62, i32 %63, i32 %50
%65 = sext i32 %55 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = icmp sgt i32 %58, %67
%69 = select i1 %68, i32 %63, i32 %55
%70 = add nsw i64 %40, 2
%71 = trunc i64 %70 to i32
%72 = icmp eq i32 %14, %71
br i1 %72, label %73, label %39
73: ; preds = %32, %39, %9
%74 = phi i32 [ %7, %9 ], [ %33, %32 ], [ %64, %39 ]
%75 = phi i32 [ %10, %9 ], [ %34, %32 ], [ %69, %39 ]
%76 = tail call i32 @shrink_left(i32* %0, i32 %74, i32 %5)
store i32 %76, i32* %4
%77 = tail call i32 @shrink_right(i32* %0, i32 %75, i32 %6, i32 %1)
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 1
store i32 %77, i32* %78
br label %79
79: ; preds = %2, %73
%80 = phi i32* [ %4, %73 ], [ null, %2 ]
ret i32* %80
}