#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*/ sort_colors_swap(int *, int *);
void sort_colors(int *nums, int nums_size) {
  int i, p, r;
  p = 0;
  r = nums_size - 1;
  for (i = 0; i < 2; ++i) {
    while (p < r) {
      while (p < r && nums[p] <= i)
        ++p;
      while (p < r && nums[r] > i)
        --r;
      sort_colors_swap(nums + p, nums + r);
    }
    r = nums_size - 1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort_colors>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x10(%rbp)
jge    1220 <sort_colors+0x110>
jmp    1145 <sort_colors+0x35>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1209 <sort_colors+0xf9>
jmp    1156 <sort_colors+0x46>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x19(%rbp)
jge    117b <sort_colors+0x6b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x19(%rbp)
mov    -0x19(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    118b <sort_colors+0x7b>
jmp    1199 <sort_colors+0x89>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1156 <sort_colors+0x46>
jmp    119e <sort_colors+0x8e>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1a(%rbp)
jge    11c3 <sort_colors+0xb3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1a(%rbp)
mov    -0x1a(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11d3 <sort_colors+0xc3>
jmp    11e1 <sort_colors+0xd1>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    119e <sort_colors+0x8e>
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   1030 <sort_colors_swap@plt>
jmp    1145 <sort_colors+0x35>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1136 <sort_colors+0x26>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort_colors>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdi,%r14
lea    -0x1(%rsi),%r12d
xor    %r15d,%r15d
cmp    $0x2,%esi
jl     11bc <sort_colors+0xac>
xor    %r15d,%r15d
mov    %r12d,%ebx
cmp    %ebx,%r15d
jge    1173 <sort_colors+0x63>
movslq %r15d,%rdx
movslq %ebx,%rax
lea    (%r14,%rdx,4),%rcx
sub    %rdx,%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
cmpl   $0x0,(%rcx,%rdx,4)
jg     1170 <sort_colors+0x60>
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%rax
jne    1150 <sort_colors+0x40>
mov    %ebx,%r15d
jmp    11a0 <sort_colors+0x90>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %edx,%r15d
cmp    %ebx,%r15d
jge    11a0 <sort_colors+0x90>
movslq %ebx,%rbx
movslq %r15d,%rax
xchg   %ax,%ax
cmpl   $0x0,(%r14,%rbx,4)
jle    11a3 <sort_colors+0x93>
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
cmp    %rax,%rbx
jg     1180 <sort_colors+0x70>
jmp    1263 <sort_colors+0x153>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movslq %r15d,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
movslq %ebx,%r13
lea    (%r14,%r13,4),%rsi
call   1030 <sort_colors_swap@plt>
cmp    %r13d,%r15d
jl     1132 <sort_colors+0x22>
cmp    %r12d,%r15d
jge    1278 <sort_colors+0x168>
cmp    %r12d,%r15d
jge    1203 <sort_colors+0xf3>
movslq %r15d,%rcx
movslq %r12d,%rax
sub    %rcx,%rax
lea    (%r14,%rcx,4),%rdx
xor    %ecx,%ecx
nopl   0x0(%rax)
cmpl   $0x1,(%rdx,%rcx,4)
jg     1200 <sort_colors+0xf0>
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    11e0 <sort_colors+0xd0>
mov    %r12d,%r15d
jmp    1230 <sort_colors+0x120>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %ecx,%r15d
cmp    %r12d,%r15d
jge    1230 <sort_colors+0x120>
movslq %r12d,%r12
movslq %r15d,%rax
xchg   %ax,%ax
cmpl   $0x2,(%r14,%r12,4)
jl     1233 <sort_colors+0x123>
add    $0xffffffffffffffff,%r12
cmp    %rax,%r12
jg     1210 <sort_colors+0x100>
jmp    124e <sort_colors+0x13e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq %r15d,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
movslq %r12d,%rbx
lea    (%r14,%rbx,4),%rsi
call   1030 <sort_colors_swap@plt>
cmp    %ebx,%r15d
jl     11c5 <sort_colors+0xb5>
jmp    1278 <sort_colors+0x168>
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
mov    %rdi,%rsi
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1030 <sort_colors_swap@plt>
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
mov    %rdi,%rsi
call   1030 <sort_colors_swap@plt>
cmp    %r12d,%r15d
jl     11c5 <sort_colors+0xb5>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @sort_colors(i32* %0, i32 %1) {
%3 = add nsw i32 %1, -1
%4 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %4, label %5, label %55
5: ; preds = %2, %46
%6 = phi i32 [ %49, %46 ], [ %3, %2 ]
%7 = phi i32 [ %47, %46 ], [ 0, %2 ]
%8 = icmp slt i32 %7, %6
br i1 %8, label %9, label %22
9: ; preds = %5
%10 = sext i32 %7 to i64
%11 = sext i32 %6 to i64
br label %12
12: ; preds = %9, %17
%13 = phi i64 [ %10, %9 ], [ %18, %17 ]
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp sgt i32 %15, 0
br i1 %16, label %20, label %17
17: ; preds = %12
%18 = add nsw i64 %13, 1
%19 = icmp eq i64 %18, %11
br i1 %19, label %25, label %12
20: ; preds = %12
%21 = trunc i64 %13 to i32
br label %22
22: ; preds = %20, %5
%23 = phi i32 [ %7, %5 ], [ %21, %20 ]
%24 = icmp slt i32 %23, %6
br i1 %24, label %28, label %25
25: ; preds = %17, %22
%26 = phi i32 [ %23, %22 ], [ %6, %17 ]
%27 = sext i32 %26 to i64
br label %46
28: ; preds = %22
%29 = sext i32 %6 to i64
%30 = sext i32 %23 to i64
br label %31
31: ; preds = %28, %36
%32 = phi i64 [ %29, %28 ], [ %37, %36 ]
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp sgt i32 %34, 0
br i1 %35, label %36, label %44
36: ; preds = %31
%37 = add nsw i64 %32, -1
%38 = icmp sgt i64 %37, %30
br i1 %38, label %31, label %39
39: ; preds = %36
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%41 = sext i32 %23 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %41
%43 = tail call i32 @sort_colors_swap(i32* %40, i32* %42)
br label %55
44: ; preds = %31
%45 = trunc i64 %32 to i32
br label %46
46: ; preds = %44, %25
%47 = phi i32 [ %26, %25 ], [ %23, %44 ]
%48 = phi i64 [ %27, %25 ], [ %30, %44 ]
%49 = phi i32 [ %6, %25 ], [ %45, %44 ]
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %48
%51 = sext i32 %49 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = tail call i32 @sort_colors_swap(i32* %50, i32* %52)
%54 = icmp slt i32 %47, %49
br i1 %54, label %5, label %55
55: ; preds = %46, %39, %2
%56 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %23, %39 ], [ %47, %46 ]
%57 = icmp slt i32 %56, %3
br i1 %57, label %58, label %108
58: ; preds = %55, %99
%59 = phi i32 [ %102, %99 ], [ %3, %55 ]
%60 = phi i32 [ %100, %99 ], [ %56, %55 ]
%61 = icmp slt i32 %60, %59
br i1 %61, label %62, label %75
62: ; preds = %58
%63 = sext i32 %60 to i64
%64 = sext i32 %59 to i64
br label %65
65: ; preds = %70, %62
%66 = phi i64 [ %63, %62 ], [ %71, %70 ]
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = icmp sgt i32 %68, 1
br i1 %69, label %73, label %70
70: ; preds = %65
%71 = add nsw i64 %66, 1
%72 = icmp eq i64 %71, %64
br i1 %72, label %78, label %65
73: ; preds = %65
%74 = trunc i64 %66 to i32
br label %75
75: ; preds = %73, %58
%76 = phi i32 [ %60, %58 ], [ %74, %73 ]
%77 = icmp slt i32 %76, %59
br i1 %77, label %81, label %78
78: ; preds = %70, %75
%79 = phi i32 [ %76, %75 ], [ %59, %70 ]
%80 = sext i32 %79 to i64
br label %99
81: ; preds = %75
%82 = sext i32 %59 to i64
%83 = sext i32 %76 to i64
br label %84
84: ; preds = %89, %81
%85 = phi i64 [ %82, %81 ], [ %90, %89 ]
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %85
%87 = load i32, i32* %86
%88 = icmp sgt i32 %87, 1
br i1 %88, label %89, label %97
89: ; preds = %84
%90 = add nsw i64 %85, -1
%91 = icmp sgt i64 %90, %83
br i1 %91, label %84, label %92
92: ; preds = %89
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %83
%94 = sext i32 %76 to i64
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %94
%96 = tail call i32 @sort_colors_swap(i32* %93, i32* %95)
br label %108
97: ; preds = %84
%98 = trunc i64 %85 to i32
br label %99
99: ; preds = %97, %78
%100 = phi i32 [ %79, %78 ], [ %76, %97 ]
%101 = phi i64 [ %80, %78 ], [ %83, %97 ]
%102 = phi i32 [ %59, %78 ], [ %98, %97 ]
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %101
%104 = sext i32 %102 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %104
%106 = tail call i32 @sort_colors_swap(i32* %103, i32* %105)
%107 = icmp slt i32 %100, %102
br i1 %107, label %58, label %108
108: ; preds = %99, %92, %55
ret void
}