#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 int_sort(int *arr, int n) {
  if (n == 1) {
    return;
  } else if (n == 2) {
    if (arr[1] < arr[0]) {
      swap(&arr[0], &arr[1]);
    }
  } else if (n == 3) {
    if (arr[0] > arr[1])
      swap(&arr[0], &arr[1]);
    if (arr[1] > arr[2])
      swap(&arr[1], &arr[2]);
    if (arr[0] > arr[1])
      swap(&arr[0], &arr[1]);
  } else {
    int res[n];
    int_sort(arr, n / 2);
    int_sort(&arr[n / 2], n - n / 2);
    int i;
    int a = 0;
    int b = n / 2;
    for (i = 0; i < n; i++) {
      if (b == n || (a < n / 2 && arr[a] < arr[b])) {
        res[i] = arr[a];
        a++;
      } else {
        res[i] = arr[b];
        b++;
      }
    }
    for (i = 0; i < n; i++) {
      arr[i] = res[i];
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<int_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jne    113e <int_sort+0x1e>
jmp    1367 <int_sort+0x247>
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jne    1171 <int_sort+0x51>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    116c <int_sort+0x4c>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
add    $0x4,%rsi
call   1040 <swap@plt>
jmp    1362 <int_sort+0x242>
cmpl   $0x3,-0xc(%rbp)
jne    11f1 <int_sort+0xd1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    0x4(%rcx),%eax
jle    119f <int_sort+0x7f>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
add    $0x4,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    0x4(%rax),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    0x8(%rcx),%eax
jle    11c8 <int_sort+0xa8>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
add    $0x4,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
add    $0x8,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
cmp    0x4(%rcx),%eax
jle    11ec <int_sort+0xcc>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
add    $0x4,%rsi
call   1040 <swap@plt>
jmp    135d <int_sort+0x23d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%esi
call   1030 <int_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
sub    %eax,%esi
call   1030 <int_sort@plt>
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    131f <int_sort+0x1ff>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
je     12c9 <int_sort+0x1a9>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    12ed <int_sort+0x1cd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    12ed <int_sort+0x1cd>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    130c <int_sort+0x1ec>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x2c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1311 <int_sort+0x1f1>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1277 <int_sort+0x157>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1356 <int_sort+0x236>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1326 <int_sort+0x206>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
jmp    1362 <int_sort+0x242>
jmp    1367 <int_sort+0x247>
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<int_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    $0x1,%esi
je     1257 <int_sort+0x127>
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r14
cmp    $0x3,%esi
je     116f <int_sort+0x3f>
cmp    $0x2,%ebx
jne    1198 <int_sort+0x68>
mov    0x4(%r14),%eax
cmp    (%r14),%eax
jge    1257 <int_sort+0x127>
lea    0x4(%r14),%rsi
mov    %r14,%rdi
jmp    1298 <int_sort+0x168>
lea    0x4(%r14),%rbx
mov    0x4(%r14),%eax
cmp    %eax,(%r14)
jg     1266 <int_sort+0x136>
cmp    0x8(%r14),%eax
jg     127f <int_sort+0x14f>
cmp    %eax,(%r14)
jle    1257 <int_sort+0x127>
jmp    1292 <int_sort+0x162>
mov    %rsp,-0x30(%rbp)
mov    %ebx,%r15d
mov    %rsp,%r12
lea    0xf(,%r15,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
mov    %ebx,%r13d
shr    $0x1f,%r13d
add    %ebx,%r13d
sar    %r13d
mov    %r14,%rdi
mov    %r13d,%esi
call   1030 <int_sort@plt>
movslq %r13d,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
mov    %ebx,%esi
sub    %eax,%esi
call   1030 <int_sort@plt>
test   %ebx,%ebx
jle    1253 <int_sort+0x123>
xor    %eax,%eax
mov    %r13d,%ecx
xor    %edx,%edx
jmp    1207 <int_sort+0xd7>
nopl   0x0(%rax)
movslq %edx,%rsi
mov    (%r14,%rsi,4),%esi
mov    %esi,(%r12,%rax,4)
add    $0x1,%edx
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r15
je     123d <int_sort+0x10d>
cmp    %ebx,%ecx
je     11f0 <int_sort+0xc0>
movslq %ecx,%rdi
cmp    %r13d,%edx
jge    1230 <int_sort+0x100>
movslq %edx,%rsi
mov    (%r14,%rsi,4),%esi
mov    (%r14,%rdi,4),%edi
cmp    %edi,%esi
jl     11f7 <int_sort+0xc7>
jmp    1234 <int_sort+0x104>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    (%r14,%rdi,4),%edi
mov    %edi,(%r12,%rax,4)
add    $0x1,%ecx
jmp    11fe <int_sort+0xce>
test   %ebx,%ebx
jle    1253 <int_sort+0x123>
shl    $0x2,%r15
mov    %r14,%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    %r15,%rdx
call   1040 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rsp
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r14,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1050 <swap@plt>
mov    0x4(%r14),%eax
cmp    0x8(%r14),%eax
jle    118a <int_sort+0x5a>
lea    0x8(%r14),%rsi
mov    %rbx,%rdi
call   1050 <swap@plt>
mov    (%rbx),%eax
cmp    %eax,(%r14)
jle    1257 <int_sort+0x127>
mov    %r14,%rdi
mov    %rbx,%rsi
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1050 <swap@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @int_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp eq i32 %10, 1
br i1 %11, label %12, label %13
12: ; preds = %2
br label %168
13: ; preds = %2
%14 = load i32, i32* %4
%15 = icmp eq i32 %14, 2
br i1 %15, label %16, label %31
16: ; preds = %13
%17 = load i32*, i32** %3
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 1
%19 = load i32, i32* %18
%20 = load i32*, i32** %3
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 0
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp slt i32 %19, %22
br i1 %23, label %24, label %30
24: ; preds = %16
%25 = load i32*, i32** %3
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 0
%27 = load i32*, i32** %3
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 1
%29 = call i32 @swap(i32* %26, i32* %28)
br label %30
30: ; preds = %24, %16
br label %167
31: ; preds = %13
%32 = load i32, i32* %4
%33 = icmp eq i32 %32, 3
br i1 %33, label %34, label %77
34: ; preds = %31
%35 = load i32*, i32** %3
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 0
%37 = load i32, i32* %36
%38 = load i32*, i32** %3
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 1
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp sgt i32 %37, %40
br i1 %41, label %42, label %48
42: ; preds = %34
%43 = load i32*, i32** %3
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 0
%45 = load i32*, i32** %3
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 1
%47 = call i32 @swap(i32* %44, i32* %46)
br label %48
48: ; preds = %42, %34
%49 = load i32*, i32** %3
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 1
%51 = load i32, i32* %50
%52 = load i32*, i32** %3
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 2
%54 = load i32, i32* %53
%55 = icmp sgt i32 %51, %54
br i1 %55, label %56, label %62
56: ; preds = %48
%57 = load i32*, i32** %3
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 1
%59 = load i32*, i32** %3
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 2
%61 = call i32 @swap(i32* %58, i32* %60)
br label %62
62: ; preds = %56, %48
%63 = load i32*, i32** %3
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 0
%65 = load i32, i32* %64
%66 = load i32*, i32** %3
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 1
%68 = load i32, i32* %67
%69 = icmp sgt i32 %65, %68
br i1 %69, label %70, label %76
70: ; preds = %62
%71 = load i32*, i32** %3
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 0
%73 = load i32*, i32** %3
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 1
%75 = call i32 @swap(i32* %72, i32* %74)
br label %76
76: ; preds = %70, %62
br label %166
77: ; preds = %31
%78 = load i32, i32* %4
%79 = zext i32 %78 to i64
%80 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %80, i8** %5
%81 = alloca i32, i64 %79
store i64 %79, i64* %6
%82 = load i32*, i32** %3
%83 = load i32, i32* %4
%84 = sdiv i32 %83, 2
%85 = load i32*, i32** %3
%86 = load i32, i32* %4
%87 = sdiv i32 %86, 2
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %88
%90 = load i32, i32* %4
%91 = load i32, i32* %4
%92 = sdiv i32 %91, 2
%93 = sub nsw i32 %90, %92
store i32 0, i32* %8
%94 = load i32, i32* %4
%95 = sdiv i32 %94, 2
store i32 %95, i32* %9
store i32 0, i32* %7
br label %96
96: ; preds = %144, %77
%97 = load i32, i32* %7
%98 = load i32, i32* %4
%99 = icmp slt i32 %97, %98
br i1 %99, label %100, label %147
100: ; preds = %96
%101 = load i32, i32* %9
%102 = load i32, i32* %4
%103 = icmp eq i32 %101, %102
br i1 %103, label %121, label %104
104: ; preds = %100
%105 = load i32, i32* %8
%106 = load i32, i32* %4
%107 = sdiv i32 %106, 2
%108 = icmp slt i32 %105, %107
br i1 %108, label %109, label %132
109: ; preds = %104
%110 = load i32*, i32** %3
%111 = load i32, i32* %8
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %110, i64 %112
%114 = load i32, i32* %113
%115 = load i32*, i32** %3
%116 = load i32, i32* %9
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 %117
%119 = load i32, i32* %118
%120 = icmp slt i32 %114, %119
br i1 %120, label %121, label %132
121: ; preds = %109, %100
%122 = load i32*, i32** %3
%123 = load i32, i32* %8
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 %124
%126 = load i32, i32* %125
%127 = load i32, i32* %7
%128 = sext i32 %127 to i64
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %128
store i32 %126, i32* %129
%130 = load i32, i32* %8
%131 = add nsw i32 %130, 1
store i32 %131, i32* %8
br label %143
132: ; preds = %109, %104
%133 = load i32*, i32** %3
%134 = load i32, i32* %9
%135 = sext i32 %134 to i64
%136 = getelementptr inbounds i32, i32* %133, i64 %135
%137 = load i32, i32* %136
%138 = load i32, i32* %7
%139 = sext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %139
store i32 %137, i32* %140
%141 = load i32, i32* %9
%142 = add nsw i32 %141, 1
store i32 %142, i32* %9
br label %143
143: ; preds = %132, %121
br label %144
144: ; preds = %143
%145 = load i32, i32* %7
%146 = add nsw i32 %145, 1
store i32 %146, i32* %7
br label %96
147: ; preds = %96
store i32 0, i32* %7
br label %148
148: ; preds = %161, %147
%149 = load i32, i32* %7
%150 = load i32, i32* %4
%151 = icmp slt i32 %149, %150
br i1 %151, label %152, label %164
152: ; preds = %148
%153 = load i32, i32* %7
%154 = sext i32 %153 to i64
%155 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %154
%156 = load i32, i32* %155
%157 = load i32*, i32** %3
%158 = load i32, i32* %7
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = getelementptr inbounds i32, i32* %157, i64 %159
store i32 %156, i32* %160
br label %161
161: ; preds = %152
%162 = load i32, i32* %7
%163 = add nsw i32 %162, 1
store i32 %163, i32* %7
br label %148
164: ; preds = %148
%165 = load i8*, i8** %5
br label %166
166: ; preds = %164, %76
br label %167
167: ; preds = %166, %30
br label %168
168: ; preds = %12, %167
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @int_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = bitcast i32* %0 to i8*
switch i32 %1, label %33 [
i32 1, label %83
i32 2, label %4
i32 3, label %11
]
4: ; preds = %2
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 1
%6 = load i32, i32* %5
%7 = load i32, i32* %0
%8 = icmp slt i32 %6, %7
br i1 %8, label %9, label %83
9: ; preds = %4
%10 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32* %5)
br label %83
11: ; preds = %2
%12 = load i32, i32* %0
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 1
%14 = load i32, i32* %13
%15 = icmp sgt i32 %12, %14
br i1 %15, label %16, label %19
16: ; preds = %11
%17 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32* %13)
%18 = load i32, i32* %13
br label %19
19: ; preds = %16, %11
%20 = phi i32 [ %18, %16 ], [ %14, %11 ]
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 2
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp sgt i32 %20, %22
br i1 %23, label %24, label %27
24: ; preds = %19
%25 = tail call i32 @swap(i32* %13, i32* %21)
%26 = load i32, i32* %13
br label %27
27: ; preds = %24, %19
%28 = phi i32 [ %26, %24 ], [ %20, %19 ]
%29 = load i32, i32* %0
%30 = icmp sgt i32 %29, %28
br i1 %30, label %31, label %83
31: ; preds = %27
%32 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32* %13)
br label %83
33: ; preds = %2
%34 = zext i32 %1 to i64
%35 = tail call i8* @llvm.stacksave()
%36 = alloca i32, i64 %34
%37 = bitcast i32* %36 to i8*
%38 = sdiv i32 %1, 2
tail call void @int_sort(i32* %0, i32 %38)
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%41 = sub nsw i32 %1, %38
tail call void @int_sort(i32* %40, i32 %41)
%42 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %42, label %46, label %82
43: ; preds = %77
br i1 %42, label %44, label %82
44: ; preds = %43
%45 = shl nuw nsw i64 %34, 2
br label %82
46: ; preds = %33, %77
%47 = phi i64 [ %80, %77 ], [ 0, %33 ]
%48 = phi i32 [ %79, %77 ], [ %38, %33 ]
%49 = phi i32 [ %78, %77 ], [ 0, %33 ]
%50 = icmp eq i32 %48, %1
br i1 %50, label %51, label %55
51: ; preds = %46
%52 = sext i32 %49 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
br label %69
55: ; preds = %46
%56 = icmp slt i32 %49, %38
br i1 %56, label %61, label %57
57: ; preds = %55
%58 = sext i32 %48 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
br label %73
61: ; preds = %55
%62 = sext i32 %49 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = sext i32 %48 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = icmp slt i32 %64, %67
br i1 %68, label %69, label %73
69: ; preds = %51, %61
%70 = phi i32 [ %54, %51 ], [ %64, %61 ]
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %47
store i32 %70, i32* %71
%72 = add nsw i32 %49, 1
br label %77
73: ; preds = %57, %61
%74 = phi i32 [ %60, %57 ], [ %67, %61 ]
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %47
store i32 %74, i32* %75
%76 = add nsw i32 %48, 1
br label %77
77: ; preds = %69, %73
%78 = phi i32 [ %72, %69 ], [ %49, %73 ]
%79 = phi i32 [ %48, %69 ], [ %76, %73 ]
%80 = add nuw nsw i64 %47, 1
%81 = icmp eq i64 %80, %34
br i1 %81, label %43, label %46
82: ; preds = %33, %44, %43
tail call void @llvm.stackrestore(i8* %35)
br label %83
83: ; preds = %2, %9, %4, %27, %31, %82
ret void
}