#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*/ itoj(int *, int, int);
void quick_sort(int a[], int low, int high) {
  if (low > high)
    return;
  int pi = a[low];
  int i = low;
  int j = high;
  while (i < j) {
    while (a[j] >= pi && i < j)
      j--;
    while (a[i] <= pi && i < j)
      i++;
    if (j > i) {
      itoj(a, i, j);
    }
  }
  itoj(a, low, i);
  quick_sort(a, low, i - 1);
  quick_sort(a, i + 1, high);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
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
jle    1143 <quick_sort+0x23>
jmp    124c <quick_sort+0x12c>
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    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1219 <quick_sort+0xf9>
jmp    116e <quick_sort+0x4e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jl     1193 <quick_sort+0x73>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11a3 <quick_sort+0x83>
jmp    11b1 <quick_sort+0x91>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    116e <quick_sort+0x4e>
jmp    11b6 <quick_sort+0x96>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1e(%rbp)
jg     11db <quick_sort+0xbb>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1e(%rbp)
mov    -0x1e(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11eb <quick_sort+0xcb>
jmp    11f9 <quick_sort+0xd9>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11b6 <quick_sort+0x96>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    1214 <quick_sort+0xf4>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <itoj@plt>
jmp    115d <quick_sort+0x3d>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <itoj@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1040 <quick_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1040 <quick_sort@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
cmp    %edx,%esi
jle    113e <quick_sort+0x1e>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
movabs $0xffffffff00000000,%r14
ff ff ff
mov    %edx,0x4(%rsp)
jmp    1187 <quick_sort+0x67>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %r12,%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <itoj@plt>
lea    -0x1(%rbp),%edx
mov    %r12,%rdi
mov    %r15d,%esi
call   1040 <quick_sort@plt>
lea    0x1(%rbp),%r15d
mov    0x4(%rsp),%edx
cmp    %edx,%ebp
jge    112f <quick_sort+0xf>
mov    %r15d,%ebp
cmp    %edx,%r15d
jge    1160 <quick_sort+0x40>
movslq %r15d,%rax
mov    (%r12,%rax,4),%r13d
mov    0x4(%rsp),%ebx
mov    %r15d,%ebp
jmp    11a4 <quick_sort+0x84>
nop
cmp    %ebx,%ebp
jge    1160 <quick_sort+0x40>
movslq %ebx,%rdx
movslq %ebp,%rcx
mov    %rdx,%rax
shl    $0x20,%rax
movabs $0x100000000,%rsi
add    %rsi,%rax
lea    0x1(%rdx),%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    %r14,%rax
add    $0xffffffff,%ebx
cmp    %r13d,(%r12,%rdx,4)
jl     11e8 <quick_sort+0xc8>
lea    -0x1(%rdx),%rsi
cmp    %rcx,%rdx
mov    %rsi,%rdx
jg     11d0 <quick_sort+0xb0>
sar    $0x20,%rax
add    $0xffffffff,%ebp
nop
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%ebp
cmp    %r13d,(%r12,%rcx,4)
jg     1205 <quick_sort+0xe5>
lea    0x1(%rdx),%rcx
cmp    %rax,%rdx
jl     11f0 <quick_sort+0xd0>
cmp    %rax,%rdx
jge    11a0 <quick_sort+0x80>
mov    %r12,%rdi
mov    %ebp,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1030 <itoj@plt>
jmp    11a0 <quick_sort+0x80>

LLVM IR (-O0):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = load i32, i32* %5
%11 = load i32, i32* %6
%12 = icmp sgt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %14
13: ; preds = %3
br label %85
14: ; preds = %3
%15 = load i32*, i32** %4
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
store i32 %19, i32* %7
%20 = load i32, i32* %5
store i32 %20, i32* %8
%21 = load i32, i32* %6
store i32 %21, i32* %9
br label %22
22: ; preds = %71, %14
%23 = load i32, i32* %8
%24 = load i32, i32* %9
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %72
26: ; preds = %22
br label %27
27: ; preds = %41, %26
%28 = load i32*, i32** %4
%29 = load i32, i32* %9
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32, i32* %7
%34 = icmp sge i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %39
35: ; preds = %27
%36 = load i32, i32* %8
%37 = load i32, i32* %9
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br label %39
39: ; preds = %35, %27
%40 = phi i1 [ false, %27 ], [ %38, %35 ]
br i1 %40, label %41, label %44
41: ; preds = %39
%42 = load i32, i32* %9
%43 = add nsw i32 %42, -1
store i32 %43, i32* %9
br label %27
44: ; preds = %39
br label %45
45: ; preds = %59, %44
%46 = load i32*, i32** %4
%47 = load i32, i32* %8
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32, i32* %7
%52 = icmp sle i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %57
53: ; preds = %45
%54 = load i32, i32* %8
%55 = load i32, i32* %9
%56 = icmp slt i32 %54, %55
br label %57
57: ; preds = %53, %45
%58 = phi i1 [ false, %45 ], [ %56, %53 ]
br i1 %58, label %59, label %62
59: ; preds = %57
%60 = load i32, i32* %8
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %8
br label %45
62: ; preds = %57
%63 = load i32, i32* %9
%64 = load i32, i32* %8
%65 = icmp sgt i32 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %71
66: ; preds = %62
%67 = load i32*, i32** %4
%68 = load i32, i32* %8
%69 = load i32, i32* %9
%70 = call i32 @itoj(i32* %67, i32 %68, i32 %69)
br label %71
71: ; preds = %66, %62
br label %22
72: ; preds = %22
%73 = load i32*, i32** %4
%74 = load i32, i32* %5
%75 = load i32, i32* %8
%76 = call i32 @itoj(i32* %73, i32 %74, i32 %75)
%77 = load i32*, i32** %4
%78 = load i32, i32* %5
%79 = load i32, i32* %8
%80 = sub nsw i32 %79, 1
%81 = load i32*, i32** %4
%82 = load i32, i32* %8
%83 = add nsw i32 %82, 1
%84 = load i32, i32* %6
br label %85
85: ; preds = %72, %13
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %1, %2
br i1 %4, label %50, label %5
5: ; preds = %3, %44
%6 = phi i32 [ %48, %44 ], [ %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 %44
11: ; preds = %5, %40
%12 = phi i32 [ %25, %40 ], [ %2, %5 ]
%13 = phi i32 [ %37, %40 ], [ %6, %5 ]
%14 = sext i32 %12 to i64
%15 = sext i32 %13 to i64
br label %16
16: ; preds = %16, %11
%17 = phi i64 [ %23, %16 ], [ %14, %11 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp sge i32 %19, %9
%21 = icmp sgt i64 %17, %15
%22 = select i1 %20, i1 %21, i1 false
%23 = add nsw i64 %17, -1
br i1 %22, label %16, label %24
24: ; preds = %16
%25 = trunc i64 %17 to i32
%26 = shl i64 %17, 32
%27 = ashr exact i64 %26, 32
br label %28
28: ; preds = %28, %24
%29 = phi i64 [ %35, %28 ], [ %15, %24 ]
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp sle i32 %31, %9
%33 = icmp slt i64 %29, %27
%34 = select i1 %32, i1 %33, i1 false
%35 = add nsw i64 %29, 1
br i1 %34, label %28, label %36
36: ; preds = %28
%37 = trunc i64 %29 to i32
br i1 %33, label %38, label %40
38: ; preds = %36
%39 = tail call i32 @itoj(i32* %0, i32 %37, i32 %25)
br label %40
40: ; preds = %38, %36
%41 = icmp slt i32 %37, %25
br i1 %41, label %11, label %42
42: ; preds = %40
%43 = trunc i64 %29 to i32
br label %44
44: ; preds = %42, %5
%45 = phi i32 [ %6, %5 ], [ %43, %42 ]
%46 = tail call i32 @itoj(i32* %0, i32 %6, i32 %45)
%47 = add nsw i32 %45, -1
tail call void @quick_sort(i32* %0, i32 %6, i32 %47)
%48 = add nsw i32 %45, 1
%49 = icmp slt i32 %45, %2
br i1 %49, label %5, label %50
50: ; preds = %44, %3
ret void
}