#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 */
typedef int /*<<< orphan*/ arr;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ assert(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, int);
int /*<<< orphan*/ quicksort(int *, size_t);
int /*<<< orphan*/ range_rand(size_t, size_t);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, size_t, int /*<<< orphan*/);
void sorted_rand_subset(int arr[], size_t arr_sz, size_t max) {
  int *vals = malloc(sizeof(*vals) * (max + 1));
  assert(vals != NULL);
  size_t i;
  for (i = 0; i < max + 1; i++) {
    vals[i] = i;
  }
  for (i = 0; i < arr_sz; i++) {
    swap(vals, i, range_rand(i, max));
  }
  memcpy(arr, vals, sizeof(arr[0]) * arr_sz);
  quicksort(arr, arr_sz);
  free(vals);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sorted_rand_subset>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1080 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1060 <assert@plt>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    11ec <sorted_rand_subset+0x7c>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11b5 <sorted_rand_subset+0x45>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    123f <sorted_rand_subset+0xcf>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1040 <range_rand@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    %eax,%edx
call   1090 <swap@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11f4 <sorted_rand_subset+0x84>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1070 <memcpy@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1050 <quicksort@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sorted_rand_subset>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %rdx,%r12
mov    %rsi,%r15
mov    %rdi,%r14
lea    0x1(%rdx),%rdi
shl    $0x2,%edi
call   1080 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
xor    %edi,%edi
test   %rax,%rax
setne  %dil
call   1060 <assert@plt>
mov    %r12,%rax
inc    %rax
je     1320 <sorted_rand_subset+0x1b0>
cmp    $0x8,%rax
jae    11b8 <sorted_rand_subset+0x48>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1312 <sorted_rand_subset+0x1a2>
mov    %rax,%rcx
and    $0xfffffffffffffff8,%rcx
lea    -0x8(%rcx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
shr    $0x3,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %esi,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x18,%rdi
jae    11e8 <sorted_rand_subset+0x78>
movdqa 0xe1f(%rip),%xmm0
xor    %edi,%edi
jmp    12c5 <sorted_rand_subset+0x155>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
movdqa 0xe0c(%rip),%xmm0
xor    %edi,%edi
movdqa 0xe11(%rip),%xmm8
movdqa 0xe18(%rip),%xmm9
movdqa 0xe1f(%rip),%xmm10
movdqa 0xe27(%rip),%xmm4
movdqa 0xe2f(%rip),%xmm5
movdqa 0xe37(%rip),%xmm6
movdqa 0xe3f(%rip),%xmm7
movdqa 0xe47(%rip),%xmm1
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,0x0(%r13,%rdi,4)
movdqu %xmm2,0x10(%r13,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%r13,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x30(%r13,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x40(%r13,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x50(%r13,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x60(%r13,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x70(%r13,%rdi,4)
add    $0x20,%rdi
paddd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    1240 <sorted_rand_subset+0xd0>
test   %rdx,%rdx
je     131b <sorted_rand_subset+0x1ab>
lea    0x10(,%rdi,4),%rsi
add    %r13,%rsi
shl    $0x5,%rdx
xor    %edi,%edi
movdqa 0xd2d(%rip),%xmm1
movdqa 0xd35(%rip),%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm0,-0x10(%rsi,%rdi,1)
movdqu %xmm3,(%rsi,%rdi,1)
paddd  %xmm2,%xmm0
add    $0x20,%rdi
cmp    %rdi,%rdx
jne    12f0 <sorted_rand_subset+0x180>
jmp    131b <sorted_rand_subset+0x1ab>
mov    %ecx,0x0(%r13,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1312 <sorted_rand_subset+0x1a2>
test   %r15,%r15
je     1351 <sorted_rand_subset+0x1e1>
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbx,%rdi
mov    %r12,%rsi
call   1040 <range_rand@plt>
mov    %r13,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %eax,%edx
call   1090 <swap@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
jne    1330 <sorted_rand_subset+0x1c0>
lea    0x0(,%r15,4),%edx
mov    %r14,%rdi
mov    %r13,%rsi
call   1070 <memcpy@plt>
mov    %r14,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1050 <quicksort@plt>
mov    %r13,%rdi
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @sorted_rand_subset(i32* %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i64
store i32* %0, i32** %4
store i64 %1, i64* %5
store i64 %2, i64* %6
%9 = load i64, i64* %6
%10 = add i64 %9, 1
%11 = mul i64 4, %10
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = call i32* @malloc(i32 %12)
store i32* %13, i32** %7
%14 = load i32*, i32** %7
%15 = icmp ne i32* %14, null
%16 = zext i1 %15 to i32
%17 = call i32 @assert(i32 %16)
store i64 0, i64* %8
br label %18
18: ; preds = %29, %3
%19 = load i64, i64* %8
%20 = load i64, i64* %6
%21 = add i64 %20, 1
%22 = icmp ult i64 %19, %21
br i1 %22, label %23, label %32
23: ; preds = %18
%24 = load i64, i64* %8
%25 = trunc i64 %24 to i32
%26 = load i32*, i32** %7
%27 = load i64, i64* %8
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %27
store i32 %25, i32* %28
br label %29
29: ; preds = %23
%30 = load i64, i64* %8
%31 = add i64 %30, 1
store i64 %31, i64* %8
br label %18
32: ; preds = %18
store i64 0, i64* %8
br label %33
33: ; preds = %44, %32
%34 = load i64, i64* %8
%35 = load i64, i64* %5
%36 = icmp ult i64 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %47
37: ; preds = %33
%38 = load i32*, i32** %7
%39 = load i64, i64* %8
%40 = load i64, i64* %8
%41 = load i64, i64* %6
%42 = call i32 @range_rand(i64 %40, i64 %41)
%43 = call i32 @swap(i32* %38, i64 %39, i32 %42)
br label %44
44: ; preds = %37
%45 = load i64, i64* %8
%46 = add i64 %45, 1
store i64 %46, i64* %8
br label %33
47: ; preds = %33
%48 = load i32*, i32** %4
%49 = load i32*, i32** %7
%50 = load i64, i64* %5
%51 = mul i64 4, %50
%52 = trunc i64 %51 to i32
%53 = call i32 @memcpy(i32* %48, i32* %49, i32 %52)
%54 = load i32*, i32** %4
%55 = load i64, i64* %5
%56 = call i32 @quicksort(i32* %54, i64 %55)
%57 = load i32*, i32** %7
%58 = call i32 @free(i32* %57)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sorted_rand_subset(i32* %0, i64 %1, i64 %2) {
%4 = add i64 %2, 1
%5 = trunc i64 %4 to i32
%6 = shl i32 %5, 2
%7 = tail call i32* @malloc(i32 %6)
%8 = icmp ne i32* %7, null
%9 = zext i1 %8 to i32
%10 = tail call i32 @assert(i32 %9)
%11 = icmp eq i64 %4, 0
br i1 %11, label %78, label %12
12: ; preds = %3
%13 = icmp ult i64 %4, 8
br i1 %13, label %76, label %14
14: ; preds = %12
%15 = and i64 %4, -8
%16 = add i64 %15, -8
%17 = lshr exact i64 %16, 3
%18 = add nuw nsw i64 %17, 1
%19 = and i64 %18, 3
%20 = icmp ult i64 %16, 24
br i1 %20, label %57, label %21
21: ; preds = %14
%22 = and i64 %18, 4611686018427387900
br label %23
23: ; preds = %23, %21
%24 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %53, %23 ]
%25 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %21 ], [ %54, %23 ]
%26 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %55, %23 ]
%27 = add <4 x i32> %25, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %24
%29 = bitcast i32* %28 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %25, <4 x i32>* %29
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 4
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %27, <4 x i32>* %31
%32 = or i64 %24, 8
%33 = add <4 x i32> %25, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%34 = add <4 x i32> %25, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %32
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %33, <4 x i32>* %36
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 4
%38 = bitcast i32* %37 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %34, <4 x i32>* %38
%39 = or i64 %24, 16
%40 = add <4 x i32> %25, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%41 = add <4 x i32> %25, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %39
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %40, <4 x i32>* %43
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 4
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %41, <4 x i32>* %45
%46 = or i64 %24, 24
%47 = add <4 x i32> %25, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%48 = add <4 x i32> %25, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %46
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %47, <4 x i32>* %50
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 4
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %48, <4 x i32>* %52
%53 = add nuw i64 %24, 32
%54 = add <4 x i32> %25, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%55 = add i64 %26, 4
%56 = icmp eq i64 %55, %22
br i1 %56, label %57, label %23
57: ; preds = %23, %14
%58 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %53, %23 ]
%59 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %14 ], [ %54, %23 ]
%60 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %60, label %74, label %61
61: ; preds = %57, %61
%62 = phi i64 [ %70, %61 ], [ %58, %57 ]
%63 = phi <4 x i32> [ %71, %61 ], [ %59, %57 ]
%64 = phi i64 [ %72, %61 ], [ 0, %57 ]
%65 = add <4 x i32> %63, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %62
%67 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %63, <4 x i32>* %67
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 4
%69 = bitcast i32* %68 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %65, <4 x i32>* %69
%70 = add nuw i64 %62, 8
%71 = add <4 x i32> %63, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%72 = add i64 %64, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %19
br i1 %73, label %74, label %61
74: ; preds = %61, %57
%75 = icmp eq i64 %4, %15
br i1 %75, label %78, label %76
76: ; preds = %12, %74
%77 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %15, %74 ]
br label %80
78: ; preds = %80, %74, %3
%79 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %79, label %92, label %86
80: ; preds = %76, %80
%81 = phi i64 [ %84, %80 ], [ %77, %76 ]
%82 = trunc i64 %81 to i32
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %81
store i32 %82, i32* %83
%84 = add nuw i64 %81, 1
%85 = icmp eq i64 %81, %2
br i1 %85, label %78, label %80
86: ; preds = %78, %86
%87 = phi i64 [ %90, %86 ], [ 0, %78 ]
%88 = tail call i32 @range_rand(i64 %87, i64 %2)
%89 = tail call i32 @swap(i32* %7, i64 %87, i32 %88)
%90 = add nuw i64 %87, 1
%91 = icmp eq i64 %90, %1
br i1 %91, label %92, label %86
92: ; preds = %86, %78
%93 = trunc i64 %1 to i32
%94 = shl i32 %93, 2
%95 = tail call i32 @memcpy(i32* %0, i32* %7, i32 %94)
%96 = tail call i32 @quicksort(i32* %0, i64 %1)
%97 = tail call i32 @free(i32* %7)
ret void
}