#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(int *, int, int);
void _quick_sort_3_way(int *array, int low, int high) {
  if (low >= high)
    return;
  int v = array[low];
  int less_than_v = low;
  int greater_than_v = high;
  int index = low + 1;
  while (index <= greater_than_v) {
    if (array[index] < v) {
      exchange(array, less_than_v, index);
      index++;
      less_than_v++;
    } else if (array[index] > v) {
      exchange(array, greater_than_v, index);
      greater_than_v--;
    } else {
      index++;
    }
  }
  _quick_sort_3_way(array, low, less_than_v - 1);
  _quick_sort_3_way(array, greater_than_v + 1, high);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<_quick_sort_3_way>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     1143 <_quick_sort_3_way+0x23>
jmp    1214 <_quick_sort_3_way+0xf4>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     11f0 <_quick_sort_3_way+0xd0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11ac <_quick_sort_3_way+0x8c>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
call   1040 <exchange@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11eb <_quick_sort_3_way+0xcb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    11dd <_quick_sort_3_way+0xbd>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
call   1040 <exchange@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11e6 <_quick_sort_3_way+0xc6>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11eb <_quick_sort_3_way+0xcb>
jmp    1166 <_quick_sort_3_way+0x46>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <_quick_sort_3_way@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <_quick_sort_3_way@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<_quick_sort_3_way>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    %edx,%esi
jge    11c5 <_quick_sort_3_way+0xa5>
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
mov    %edx,0x4(%rsp)
jmp    1160 <_quick_sort_3_way+0x40>
nop
add    $0xffffffff,%r13d
mov    %r12,%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %r13d,%edx
call   1030 <_quick_sort_3_way@plt>
add    $0x1,%ebp
mov    %ebp,%r15d
mov    0x4(%rsp),%edx
cmp    %edx,%ebp
jge    11c5 <_quick_sort_3_way+0xa5>
mov    %r15d,%r13d
mov    %edx,%ebp
cmp    %edx,%r15d
jge    1140 <_quick_sort_3_way+0x20>
movslq %r15d,%rax
mov    (%r12,%rax,4),%r14d
lea    0x1(%r15),%ebx
mov    0x4(%rsp),%ebp
mov    %r15d,%r13d
jmp    1198 <_quick_sort_3_way+0x78>
xchg   %ax,%ax
mov    %r12,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <exchange@plt>
add    $0x1,%ebx
add    $0x1,%r13d
cmp    %ebp,%ebx
jg     1140 <_quick_sort_3_way+0x20>
movslq %ebx,%rax
cmp    %r14d,(%r12,%rax,4)
jl     1180 <_quick_sort_3_way+0x60>
jle    11c0 <_quick_sort_3_way+0xa0>
mov    %r12,%rdi
mov    %ebp,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <exchange@plt>
add    $0xffffffff,%ebp
jmp    1194 <_quick_sort_3_way+0x74>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%ebx
jmp    1194 <_quick_sort_3_way+0x74>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @_quick_sort_3_way(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp sge i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %3
br label %75
15: ; preds = %3
%16 = load i32*, i32** %4
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
store i32 %20, i32* %7
%21 = load i32, i32* %5
store i32 %21, i32* %8
%22 = load i32, i32* %6
store i32 %22, i32* %9
%23 = load i32, i32* %5
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %10
br label %25
25: ; preds = %65, %15
%26 = load i32, i32* %10
%27 = load i32, i32* %9
%28 = icmp sle i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %66
29: ; preds = %25
%30 = load i32*, i32** %4
%31 = load i32, i32* %10
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = load i32, i32* %7
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %46
37: ; preds = %29
%38 = load i32*, i32** %4
%39 = load i32, i32* %8
%40 = load i32, i32* %10
%41 = call i32 @exchange(i32* %38, i32 %39, i32 %40)
%42 = load i32, i32* %10
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %10
%44 = load i32, i32* %8
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %8
br label %65
46: ; preds = %29
%47 = load i32*, i32** %4
%48 = load i32, i32* %10
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = load i32, i32* %7
%53 = icmp sgt i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %61
54: ; preds = %46
%55 = load i32*, i32** %4
%56 = load i32, i32* %9
%57 = load i32, i32* %10
%58 = call i32 @exchange(i32* %55, i32 %56, i32 %57)
%59 = load i32, i32* %9
%60 = add nsw i32 %59, -1
store i32 %60, i32* %9
br label %64
61: ; preds = %46
%62 = load i32, i32* %10
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %10
br label %64
64: ; preds = %61, %54
br label %65
65: ; preds = %64, %37
br label %25
66: ; preds = %25
%67 = load i32*, i32** %4
%68 = load i32, i32* %5
%69 = load i32, i32* %8
%70 = sub nsw i32 %69, 1
%71 = load i32*, i32** %4
%72 = load i32, i32* %9
%73 = add nsw i32 %72, 1
%74 = load i32, i32* %6
br label %75
75: ; preds = %66, %14
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @_quick_sort_3_way(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %4, label %5, label %43
5: ; preds = %3, %37
%6 = phi i32 [ %41, %37 ], [ %1, %3 ]
%7 = sext i32 %6 to i64
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%9 = load i32, i32* %8
%10 = icmp slt i32 %6, %2
br i1 %10, label %11, label %37
11: ; preds = %5
%12 = add nsw i32 %6, 1
br label %13
13: ; preds = %11, %32
%14 = phi i32 [ %35, %32 ], [ %12, %11 ]
%15 = phi i32 [ %34, %32 ], [ %2, %11 ]
%16 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %6, %11 ]
%17 = sext i32 %14 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp slt i32 %19, %9
br i1 %20, label %21, label %25
21: ; preds = %13
%22 = tail call i32 @exchange(i32* %0, i32 %16, i32 %14)
%23 = add nsw i32 %14, 1
%24 = add nsw i32 %16, 1
br label %32
25: ; preds = %13
%26 = icmp sgt i32 %19, %9
br i1 %26, label %27, label %30
27: ; preds = %25
%28 = tail call i32 @exchange(i32* %0, i32 %15, i32 %14)
%29 = add nsw i32 %15, -1
br label %32
30: ; preds = %25
%31 = add nsw i32 %14, 1
br label %32
32: ; preds = %27, %30, %21
%33 = phi i32 [ %24, %21 ], [ %16, %27 ], [ %16, %30 ]
%34 = phi i32 [ %15, %21 ], [ %29, %27 ], [ %15, %30 ]
%35 = phi i32 [ %23, %21 ], [ %14, %27 ], [ %31, %30 ]
%36 = icmp sgt i32 %35, %34
br i1 %36, label %37, label %13
37: ; preds = %32, %5
%38 = phi i32 [ %6, %5 ], [ %33, %32 ]
%39 = phi i32 [ %2, %5 ], [ %34, %32 ]
%40 = add nsw i32 %38, -1
tail call void @_quick_sort_3_way(i32* %0, i32 %6, i32 %40)
%41 = add nsw i32 %39, 1
%42 = icmp slt i32 %41, %2
br i1 %42, label %5, label %43
43: ; preds = %37, %3
ret void
}