#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 _sort_quick(int *arr, size_t first, size_t last) {
  size_t i = first;
  size_t j = last;
  int filter = (arr[i] + arr[j]) / 2;
  while (i < j) {
    while (arr[i] < filter) {
      ++i;
    }
    while (arr[j] > filter) {
      --j;
    }
    if (i < j) {
      do {
        int t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
      } while (0);
      ;
      ++i;
      --j;
    }
  }
  if (i == j) {
    if (arr[i] < filter) {
      ++i;
    } else if (arr[j] > filter) {
      --j;
    }
  }
  if (i >= first + 2) {
    _sort_quick(arr, first, i - 1);
  }
  if (j + 2 <= last) {
    _sort_quick(arr, j + 1, last);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_sort_quick>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rdx
add    (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    1219 <_sort_quick+0x109>
jmp    1168 <_sort_quick+0x58>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    118d <_sort_quick+0x7d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1168 <_sort_quick+0x58>
jmp    1192 <_sort_quick+0x82>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jle    11b7 <_sort_quick+0xa7>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1192 <_sort_quick+0x82>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    1214 <_sort_quick+0x104>
jmp    11ca <_sort_quick+0xba>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1155 <_sort_quick+0x45>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jne    1276 <_sort_quick+0x166>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    124c <_sort_quick+0x13c>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1271 <_sort_quick+0x161>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jle    126c <_sort_quick+0x15c>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1271 <_sort_quick+0x161>
jmp    1276 <_sort_quick+0x166>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jb     12a0 <_sort_quick+0x190>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
sub    $0x1,%rdx
call   1030 <_sort_quick@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
ja     12c7 <_sort_quick+0x1b7>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
call   1030 <_sort_quick@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_sort_quick>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdx,%r14
mov    %rdi,%r12
jmp    1134 <_sort_quick+0x24>
lea    0x2(%r15),%rax
add    $0x1,%r15
mov    %r15,%rsi
cmp    %r14,%rax
ja     11fa <_sort_quick+0xea>
mov    (%r12,%r14,4),%ecx
add    (%r12,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ecx,%eax
sar    %eax
mov    %r14,%rdx
mov    %rsi,%rcx
cmp    %r14,%rsi
jae    11aa <_sort_quick+0x9a>
mov    %rsi,%rcx
mov    %r14,%rdx
jmp    1170 <_sort_quick+0x60>
mov    %ebx,-0x4(%r12,%rcx,4)
mov    %edi,(%r12,%rdx,4)
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jae    11aa <_sort_quick+0x9a>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%rcx,4),%edi
add    $0x1,%rcx
cmp    %eax,%edi
jl     1170 <_sort_quick+0x60>
lea    -0x1(%rcx),%r8
add    $0x1,%rdx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    -0x4(%r12,%rdx,4),%ebx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    %eax,%ebx
jg     1190 <_sort_quick+0x80>
cmp    %rdx,%r8
jb     1158 <_sort_quick+0x48>
mov    %r8,%rcx
cmp    %rdx,%rcx
jb     1170 <_sort_quick+0x60>
cmp    %rdx,%rcx
jne    11c0 <_sort_quick+0xb0>
cmp    %eax,(%r12,%rdx,4)
jge    11d0 <_sort_quick+0xc0>
mov    %rdx,%r15
add    $0x1,%rdx
jmp    11dc <_sort_quick+0xcc>
xchg   %ax,%ax
mov    %rdx,%r15
mov    %rcx,%rdx
jmp    11dc <_sort_quick+0xcc>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
setg   %al
movzbl %al,%eax
mov    %rdx,%r15
sub    %rax,%r15
lea    0x2(%rsi),%rax
cmp    %rax,%rdx
jb     1120 <_sort_quick+0x10>
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    %r12,%rdi
call   1030 <_sort_quick@plt>
jmp    1120 <_sort_quick+0x10>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @_sort_quick(i32* %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i64 %1, i64* %5
store i64 %2, i64* %6
%11 = load i64, i64* %5
store i64 %11, i64* %7
%12 = load i64, i64* %6
store i64 %12, i64* %8
%13 = load i32*, i32** %4
%14 = load i64, i64* %7
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = load i32*, i32** %4
%18 = load i64, i64* %8
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = add nsw i32 %16, %20
%22 = sdiv i32 %21, 2
store i32 %22, i32* %9
br label %23
23: ; preds = %75, %3
%24 = load i64, i64* %7
%25 = load i64, i64* %8
%26 = icmp ult i64 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %76
27: ; preds = %23
br label %28
28: ; preds = %35, %27
%29 = load i32*, i32** %4
%30 = load i64, i64* %7
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32, i32* %9
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %38
35: ; preds = %28
%36 = load i64, i64* %7
%37 = add i64 %36, 1
store i64 %37, i64* %7
br label %28
38: ; preds = %28
br label %39
39: ; preds = %46, %38
%40 = load i32*, i32** %4
%41 = load i64, i64* %8
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = load i32, i32* %9
%45 = icmp sgt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %49
46: ; preds = %39
%47 = load i64, i64* %8
%48 = add i64 %47, -1
store i64 %48, i64* %8
br label %39
49: ; preds = %39
%50 = load i64, i64* %7
%51 = load i64, i64* %8
%52 = icmp ult i64 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %75
53: ; preds = %49
br label %54
54: ; preds = %53
%55 = load i32*, i32** %4
%56 = load i64, i64* %7
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
store i32 %58, i32* %10
%59 = load i32*, i32** %4
%60 = load i64, i64* %8
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32*, i32** %4
%64 = load i64, i64* %7
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %64
store i32 %62, i32* %65
%66 = load i32, i32* %10
%67 = load i32*, i32** %4
%68 = load i64, i64* %8
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %68
store i32 %66, i32* %69
br label %70
70: ; preds = %54
%71 = load i64, i64* %7
%72 = add i64 %71, 1
store i64 %72, i64* %7
%73 = load i64, i64* %8
%74 = add i64 %73, -1
store i64 %74, i64* %8
br label %75
75: ; preds = %70, %49
br label %23
76: ; preds = %23
%77 = load i64, i64* %7
%78 = load i64, i64* %8
%79 = icmp eq i64 %77, %78
br i1 %79, label %80, label %102
80: ; preds = %76
%81 = load i32*, i32** %4
%82 = load i64, i64* %7
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = load i32, i32* %9
%86 = icmp slt i32 %84, %85
br i1 %86, label %87, label %90
87: ; preds = %80
%88 = load i64, i64* %7
%89 = add i64 %88, 1
store i64 %89, i64* %7
br label %101
90: ; preds = %80
%91 = load i32*, i32** %4
%92 = load i64, i64* %8
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %92
%94 = load i32, i32* %93
%95 = load i32, i32* %9
%96 = icmp sgt i32 %94, %95
br i1 %96, label %97, label %100
97: ; preds = %90
%98 = load i64, i64* %8
%99 = add i64 %98, -1
store i64 %99, i64* %8
br label %100
100: ; preds = %97, %90
br label %101
101: ; preds = %100, %87
br label %102
102: ; preds = %101, %76
%103 = load i64, i64* %7
%104 = load i64, i64* %5
%105 = add i64 %104, 2
%106 = icmp uge i64 %103, %105
br i1 %106, label %107, label %112
107: ; preds = %102
%108 = load i32*, i32** %4
%109 = load i64, i64* %5
%110 = load i64, i64* %7
%111 = sub i64 %110, 1
br label %112
112: ; preds = %107, %102
%113 = load i64, i64* %8
%114 = add i64 %113, 2
%115 = load i64, i64* %6
%116 = icmp ule i64 %114, %115
br i1 %116, label %117, label %122
117: ; preds = %112
%118 = load i32*, i32** %4
%119 = load i64, i64* %8
%120 = add i64 %119, 1
%121 = load i64, i64* %6
br label %122
122: ; preds = %117, %112
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @_sort_quick(i32* %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %2
br label %5
5: ; preds = %59, %3
%6 = phi i64 [ %1, %3 ], [ %62, %59 ]
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %6
%8 = load i32, i32* %7
%9 = load i32, i32* %4
%10 = add nsw i32 %9, %8
%11 = sdiv i32 %10, 2
%12 = icmp ult i64 %6, %2
br i1 %12, label %13, label %38
13: ; preds = %5, %34
%14 = phi i64 [ %36, %34 ], [ %6, %5 ]
%15 = phi i64 [ %35, %34 ], [ %2, %5 ]
br label %16
16: ; preds = %16, %13
%17 = phi i64 [ %21, %16 ], [ %14, %13 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp slt i32 %19, %11
%21 = add i64 %17, 1
br i1 %20, label %16, label %22
22: ; preds = %16
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
br label %24
24: ; preds = %24, %22
%25 = phi i64 [ %29, %24 ], [ %15, %22 ]
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp sgt i32 %27, %11
%29 = add i64 %25, -1
br i1 %28, label %24, label %30
30: ; preds = %24
%31 = icmp ult i64 %17, %25
br i1 %31, label %32, label %34
32: ; preds = %30
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %25
store i32 %27, i32* %23
store i32 %19, i32* %33
br label %34
34: ; preds = %32, %30
%35 = phi i64 [ %29, %32 ], [ %25, %30 ]
%36 = phi i64 [ %21, %32 ], [ %17, %30 ]
%37 = icmp ult i64 %36, %35
br i1 %37, label %13, label %38
38: ; preds = %34, %5
%39 = phi i64 [ %2, %5 ], [ %35, %34 ]
%40 = phi i64 [ %6, %5 ], [ %36, %34 ]
%41 = icmp eq i64 %40, %39
br i1 %41, label %42, label %52
42: ; preds = %38
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp slt i32 %44, %11
br i1 %45, label %46, label %48
46: ; preds = %42
%47 = add i64 %39, 1
br label %52
48: ; preds = %42
%49 = icmp sgt i32 %44, %11
%50 = sext i1 %49 to i64
%51 = add i64 %39, %50
br label %52
52: ; preds = %48, %46, %38
%53 = phi i64 [ %39, %46 ], [ %39, %38 ], [ %51, %48 ]
%54 = phi i64 [ %47, %46 ], [ %40, %38 ], [ %39, %48 ]
%55 = add i64 %6, 2
%56 = icmp ult i64 %54, %55
br i1 %56, label %59, label %57
57: ; preds = %52
%58 = add i64 %54, -1
tail call void @_sort_quick(i32* %0, i64 %6, i64 %58)
br label %59
59: ; preds = %57, %52
%60 = add i64 %53, 2
%61 = icmp ugt i64 %60, %2
%62 = add i64 %53, 1
br i1 %61, label %63, label %5
63: ; preds = %59
ret void
}