#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*/ swap(int *, int *);
void quick_sort(int a[], int left, int right) {
  int i = left + 1, j = right;
  int key = a[left];
  if (left >= right)
    return;
  while (1) {
    while (a[j] > key)
      j--;
    while (a[i] < key && i < j)
      i++;
    if (i >= j)
      break;
    swap(&a[i], &a[j]);
    if (a[i] == key)
      j--;
    else
      i++;
  }
  swap(&a[left], &a[j]);
  if (left < i - 1)
    quick_sort(a, left, i - 1);
  if (j + 1 < right)
    quick_sort(a, j + 1, right);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     1160 <quick_sort+0x40>
jmp    129f <quick_sort+0x17f>
jmp    1165 <quick_sort+0x45>
jmp    116a <quick_sort+0x4a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jle    118c <quick_sort+0x6c>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    116a <quick_sort+0x4a>
jmp    1191 <quick_sort+0x71>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jge    11b6 <quick_sort+0x96>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11c6 <quick_sort+0xa6>
jmp    11d4 <quick_sort+0xb4>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1191 <quick_sort+0x71>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     11e5 <quick_sort+0xc5>
jmp    1238 <quick_sort+0x118>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    122a <quick_sort+0x10a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1233 <quick_sort+0x113>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1165 <quick_sort+0x45>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    127e <quick_sort+0x15e>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    129f <quick_sort+0x17f>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
lea    0x4(%rdi),%rax
mov    %rax,0x20(%rsp)
mov    %rdi,0x8(%rsp)
lea    -0x4(%rdi),%r14
movabs $0xffffffff00000000,%r13
ff ff ff
mov    %edx,0x4(%rsp)
jmp    1160 <quick_sort+0x40>
mov    %r15d,%esi
mov    0x4(%rsp),%edx
cmp    %edx,%r15d
jge    1258 <quick_sort+0x138>
cmp    %edx,%esi
jge    1258 <quick_sort+0x138>
movslq %esi,%rax
mov    0x8(%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rax,4),%rdi
mov    %rdi,0x10(%rsp)
mov    (%rcx,%rax,4),%r12d
mov    %rsi,0x18(%rsp)
lea    0x1(%rsi),%ecx
mov    %edx,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cltq
lea    0x2(%rax),%r15d
mov    0x20(%rsp),%rdx
lea    (%rdx,%rax,4),%rsi
shl    $0x20,%rax
movabs $0x100000000,%rdx
add    %rdx,%rax
mov    %rsi,%rdx
add    %r13,%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
add    $0xffffffff,%r15d
cmp    %r12d,-0x4(%rdx)
jg     11b0 <quick_sort+0x90>
movslq %ecx,%rdx
sar    $0x20,%rax
lea    -0x2(%rdx),%ebp
lea    (%r14,%rdx,4),%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %rdx,%rcx
mov    %rbx,%rdx
add    $0x4,%rbx
add    $0x1,%ebp
cmp    %r12d,0x4(%rdx)
jge    11fc <quick_sort+0xdc>
lea    0x1(%rcx),%rdx
cmp    %rax,%rcx
jl     11e0 <quick_sort+0xc0>
cmp    %rax,%rcx
jge    1230 <quick_sort+0x110>
mov    %rbx,%rdi
call   1040 <swap@plt>
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    %r12d,(%rbx)
setne  %cl
sete   %al
not    %eax
add    %r15d,%eax
add    %ebp,%ecx
add    $0x1,%ecx
jmp    1190 <quick_sort+0x70>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    0x10(%rsp),%rdi
call   1040 <swap@plt>
mov    0x18(%rsp),%rsi
cmp    %esi,%ebp
jle    1150 <quick_sort+0x30>
mov    0x8(%rsp),%rdi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
jmp    1150 <quick_sort+0x30>
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = load i32, i32* %5
%11 = add nsw i32 %10, 1
store i32 %11, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
store i32 %12, i32* %8
%13 = load i32*, i32** %4
%14 = load i32, i32* %5
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
store i32 %17, i32* %9
%18 = load i32, i32* %5
%19 = load i32, i32* %6
%20 = icmp sge i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %22
21: ; preds = %3
br label %111
22: ; preds = %3
br label %23
23: ; preds = %22, %81
br label %24
24: ; preds = %32, %23
%25 = load i32*, i32** %4
%26 = load i32, i32* %8
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %9
%31 = icmp sgt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %35
32: ; preds = %24
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, -1
store i32 %34, i32* %8
br label %24
35: ; preds = %24
br label %36
36: ; preds = %50, %35
%37 = load i32*, i32** %4
%38 = load i32, i32* %7
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = load i32, i32* %9
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %48
44: ; preds = %36
%45 = load i32, i32* %7
%46 = load i32, i32* %8
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br label %48
48: ; preds = %44, %36
%49 = phi i1 [ false, %36 ], [ %47, %44 ]
br i1 %49, label %50, label %53
50: ; preds = %48
%51 = load i32, i32* %7
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %7
br label %36
53: ; preds = %48
%54 = load i32, i32* %7
%55 = load i32, i32* %8
%56 = icmp sge i32 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %58
57: ; preds = %53
br label %82
58: ; preds = %53
%59 = load i32*, i32** %4
%60 = load i32, i32* %7
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
%63 = load i32*, i32** %4
%64 = load i32, i32* %8
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %65
%67 = call i32 @swap(i32* %62, i32* %66)
%68 = load i32*, i32** %4
%69 = load i32, i32* %7
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32, i32* %9
%74 = icmp eq i32 %72, %73
br i1 %74, label %75, label %78
75: ; preds = %58
%76 = load i32, i32* %8
%77 = add nsw i32 %76, -1
store i32 %77, i32* %8
br label %81
78: ; preds = %58
%79 = load i32, i32* %7
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %7
br label %81
81: ; preds = %78, %75
br label %23
82: ; preds = %57
%83 = load i32*, i32** %4
%84 = load i32, i32* %5
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %85
%87 = load i32*, i32** %4
%88 = load i32, i32* %8
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
%91 = call i32 @swap(i32* %86, i32* %90)
%92 = load i32, i32* %5
%93 = load i32, i32* %7
%94 = sub nsw i32 %93, 1
%95 = icmp slt i32 %92, %94
br i1 %95, label %96, label %101
96: ; preds = %82
%97 = load i32*, i32** %4
%98 = load i32, i32* %5
%99 = load i32, i32* %7
%100 = sub nsw i32 %99, 1
br label %101
101: ; preds = %96, %82
%102 = load i32, i32* %8
%103 = add nsw i32 %102, 1
%104 = load i32, i32* %6
%105 = icmp slt i32 %103, %104
br i1 %105, label %106, label %111
106: ; preds = %101
%107 = load i32*, i32** %4
%108 = load i32, i32* %8
%109 = add nsw i32 %108, 1
%110 = load i32, i32* %6
br label %111
111: ; preds = %21, %106, %101
ret void
}

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