#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 partition(int *, int, int);
int helper(int a[], int left, int right, int k) {
  int q = 0;
  q = partition(a, left, right);
  if (q > (k - 1)) {
    return helper(a, left, q - 1, k);
  } else if (q < (k - 1)) {
    return helper(a, q + 1, right, k);
  }
  return a[q];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<helper>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1030 <partition@plt>
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    117c <helper+0x5c>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1040 <helper@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11bd <helper+0x9d>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11aa <helper+0x8a>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
call   1040 <helper@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11bd <helper+0x9d>
jmp    11af <helper+0x8f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<helper>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r15
lea    -0x1(%r14),%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebp,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %ecx,%ebp
mov    %r15,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %ecx,%edx
call   1030 <partition@plt>
lea    -0x1(%rax),%ecx
cmp    %r14d,%eax
jge    1140 <helper+0x30>
lea    0x1(%rax),%ebx
cmp    %r12d,%eax
jl     1130 <helper+0x20>
cltq
mov    (%r15,%rax,4),%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @helper(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 0, i32* %10
%11 = load i32*, i32** %6
%12 = load i32, i32* %7
%13 = load i32, i32* %8
%14 = call i32 @partition(i32* %11, i32 %12, i32 %13)
store i32 %14, i32* %10
%15 = load i32, i32* %10
%16 = load i32, i32* %9
%17 = sub nsw i32 %16, 1
%18 = icmp sgt i32 %15, %17
br i1 %18, label %19, label %26
19: ; preds = %4
%20 = load i32*, i32** %6
%21 = load i32, i32* %7
%22 = load i32, i32* %10
%23 = sub nsw i32 %22, 1
%24 = load i32, i32* %9
%25 = call i32 @helper(i32* %20, i32 %21, i32 %23, i32 %24)
store i32 %25, i32* %5
br label %45
26: ; preds = %4
%27 = load i32, i32* %10
%28 = load i32, i32* %9
%29 = sub nsw i32 %28, 1
%30 = icmp slt i32 %27, %29
br i1 %30, label %31, label %38
31: ; preds = %26
%32 = load i32*, i32** %6
%33 = load i32, i32* %10
%34 = add nsw i32 %33, 1
%35 = load i32, i32* %8
%36 = load i32, i32* %9
%37 = call i32 @helper(i32* %32, i32 %34, i32 %35, i32 %36)
store i32 %37, i32* %5
br label %45
38: ; preds = %26
br label %39
39: ; preds = %38
%40 = load i32*, i32** %6
%41 = load i32, i32* %10
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
store i32 %44, i32* %5
br label %45
45: ; preds = %39, %31, %19
%46 = load i32, i32* %5
ret i32 %46
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @helper(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = add nsw i32 %3, -1
br label %6
6: ; preds = %14, %4
%7 = phi i32 [ %16, %14 ], [ %1, %4 ]
%8 = phi i32 [ %10, %14 ], [ %2, %4 ]
br label %9
9: ; preds = %9, %6
%10 = phi i32 [ %13, %9 ], [ %8, %6 ]
%11 = tail call i32 @partition(i32* %0, i32 %7, i32 %10)
%12 = icmp slt i32 %11, %3
%13 = add nsw i32 %11, -1
br i1 %12, label %14, label %9
14: ; preds = %9
%15 = icmp slt i32 %11, %5
%16 = add nsw i32 %11, 1
br i1 %15, label %6, label %17
17: ; preds = %14
%18 = sext i32 %11 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
ret i32 %20
}