#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 *);
int circle_sort(int *a, int n, int lower, int upper, int swaps) {
  if (lower == upper)
    return swaps;
  int low = lower;
  int high = upper;
  int mid = (upper - lower) / 2;
  while (lower < upper) {
    if (a[lower] > a[upper]) {
      swap(&a[lower], &a[upper]);
      swaps++;
    }
    lower++;
    upper--;
  }
  if (lower == upper) {
    if (a[lower] > a[upper + 1]) {
      swap(&a[lower], &a[upper + 1]);
      swaps++;
    }
  }
  circle_sort(a, n, low, low + mid, swaps);
  circle_sort(a, n, low + mid + 1, high, swaps);
  return swaps;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<circle_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    1150 <circle_sort+0x30>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1275 <circle_sort+0x155>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11d8 <circle_sort+0xb8>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    11c1 <circle_sort+0xa1>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    116d <circle_sort+0x4d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jne    123a <circle_sort+0x11a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1235 <circle_sort+0x115>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    123a <circle_sort+0x11a>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%r8d
call   1030 <circle_sort@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    -0x2c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    -0x28(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%r8d
call   1030 <circle_sort@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<circle_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
mov    %r8d,%r12d
mov    %esi,0x1c(%rsp)
cmp    %edx,%ecx
jne    114e <circle_sort+0x2e>
mov    %r12d,%r15d
mov    %r15d,%eax
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %edx,%ebx
mov    %rdi,%rbp
movslq %ecx,%rax
mov    %rax,0x28(%rsp)
lea    0x0(,%rax,4),%rax
mov    %rax,0x20(%rsp)
xor    %esi,%esi
mov    %ecx,0x18(%rsp)
jmp    11aa <circle_sort+0x8a>
mov    0x8(%rsp),%r15d
mov    0x4(%rsp),%r13d
lea    (%rax,%rbx,1),%ecx
mov    %rbp,%rdi
mov    0x1c(%rsp),%esi
mov    %ebx,%edx
mov    %r12d,%r8d
mov    %rax,%r14
call   1030 <circle_sort@plt>
add    %r14d,%ebx
add    $0x1,%ebx
test   $0x1,%r13b
cmove  %r12d,%r15d
mov    $0x1,%sil
mov    0x18(%rsp),%ecx
cmp    %ecx,%ebx
je     113c <circle_sort+0x1c>
mov    %ecx,%eax
sub    %ebx,%eax
mov    %eax,%edx
shr    $0x1f,%edx
add    %eax,%edx
mov    %rdx,%rax
cmp    %ebx,%ecx
mov    %r15d,0x8(%rsp)
mov    %esi,0x4(%rsp)
jle    1240 <circle_sort+0x120>
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %r12d,0xc(%rsp)
movslq %ebx,%r14
lea    0x0(,%r14,4),%r12
add    $0x1,%r14
mov    %rbx,0x30(%rsp)
mov    %ebx,%r13d
mov    0x20(%rsp),%rbx
mov    0x28(%rsp),%r15
jmp    121c <circle_sort+0xfc>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0xffffffffffffffff,%r15
add    $0xfffffffffffffffc,%rbx
add    $0x4,%r12
add    $0x1,%r13d
lea    0x1(%r14),%rax
cmp    %r15,%r14
mov    %rax,%r14
jge    1250 <circle_sort+0x130>
mov    0x0(%rbp,%r12,1),%eax
cmp    0x0(%rbp,%rbx,1),%eax
jle    1200 <circle_sort+0xe0>
lea    (%r12,%rbp,1),%rdi
lea    (%rbx,%rbp,1),%rsi
call   1040 <swap@plt>
addl   $0x1,0xc(%rsp)
jmp    1200 <circle_sort+0xe0>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%r15d
mov    %ebx,%r13d
jmp    125f <circle_sort+0x13f>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0xc(%rsp),%r12d
mov    0x30(%rsp),%rbx
mov    0x10(%rsp),%rax
sar    %eax
cmp    %r15d,%r13d
jne    1170 <circle_sort+0x50>
mov    %rax,0x10(%rsp)
movslq %r15d,%rax
mov    0x0(%rbp,%rax,4),%edx
cmp    0x4(%rbp,%rax,4),%edx
jle    129b <circle_sort+0x17b>
lea    0x0(,%rax,4),%rdi
add    %rbp,%rdi
lea    0x4(,%rax,4),%rsi
add    %rbp,%rsi
call   1040 <swap@plt>
add    $0x1,%r12d
mov    0x8(%rsp),%r15d
mov    0x4(%rsp),%r13d
mov    0x10(%rsp),%rax
jmp    117a <circle_sort+0x5a>

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @circle_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = icmp eq i32 %3, %2
br i1 %6, label %63, label %7
7: ; preds = %5
%8 = sext i32 %3 to i64
br label %9
9: ; preds = %7, %56
%10 = phi i1 [ true, %56 ], [ false, %7 ]
%11 = phi i32 [ %61, %56 ], [ undef, %7 ]
%12 = phi i32 [ %57, %56 ], [ %4, %7 ]
%13 = phi i32 [ %60, %56 ], [ %2, %7 ]
%14 = sub nsw i32 %3, %13
%15 = sdiv i32 %14, 2
%16 = icmp slt i32 %13, %3
br i1 %16, label %17, label %39
17: ; preds = %9
%18 = sext i32 %13 to i64
br label %19
19: ; preds = %17, %31
%20 = phi i64 [ %8, %17 ], [ %34, %31 ]
%21 = phi i64 [ %18, %17 ], [ %33, %31 ]
%22 = phi i32 [ %12, %17 ], [ %32, %31 ]
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%24 = load i32, i32* %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%26 = load i32, i32* %25
%27 = icmp sgt i32 %24, %26
br i1 %27, label %28, label %31
28: ; preds = %19
%29 = tail call i32 @swap(i32* %23, i32* %25)
%30 = add nsw i32 %22, 1
br label %31
31: ; preds = %28, %19
%32 = phi i32 [ %30, %28 ], [ %22, %19 ]
%33 = add nsw i64 %21, 1
%34 = add nsw i64 %20, -1
%35 = icmp slt i64 %33, %34
br i1 %35, label %19, label %36
36: ; preds = %31
%37 = trunc i64 %34 to i32
%38 = trunc i64 %33 to i32
br label %39
39: ; preds = %36, %9
%40 = phi i32 [ %12, %9 ], [ %32, %36 ]
%41 = phi i32 [ %3, %9 ], [ %37, %36 ]
%42 = phi i32 [ %13, %9 ], [ %38, %36 ]
%43 = icmp eq i32 %42, %41
br i1 %43, label %44, label %56
44: ; preds = %39
%45 = sext i32 %41 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = add nsw i32 %41, 1
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = icmp sgt i32 %47, %51
br i1 %52, label %53, label %56
53: ; preds = %44
%54 = tail call i32 @swap(i32* %46, i32* %50)
%55 = add nsw i32 %40, 1
br label %56
56: ; preds = %44, %53, %39
%57 = phi i32 [ %55, %53 ], [ %40, %44 ], [ %40, %39 ]
%58 = add nsw i32 %15, %13
%59 = tail call i32 @circle_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %13, i32 %58, i32 %57)
%60 = add nsw i32 %58, 1
%61 = select i1 %10, i32 %11, i32 %57
%62 = icmp eq i32 %60, %3
br i1 %62, label %63, label %9
63: ; preds = %56, %5
%64 = phi i32 [ %4, %5 ], [ %61, %56 ]
ret i32 %64
}