#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*/ insertion_sort(int *, int);
int median3(int *, int, int);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int *);
void qsort(int a[], int left, int right) {
  int i, j, pivot;
  if (left + 3 <= right) {
    pivot = median3(a, left, right);
    i = left;
    j = right - 1;
    for (;;) {
      while (a[++i] < pivot) {
      }
      while (a[--j] > pivot) {
      }
      if (i < j)
        swap(&a[i], &a[j]);
      else
        break;
    }
    swap(&a[i], &a[right - 1]);
    qsort(a, left, i - 1);
    qsort(a, i + 1, right);
  } else
    insertion_sort(a + left, right - left + 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<qsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x3,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     125c <qsort+0x11c>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1040 <median3@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1187 <qsort+0x47>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11a8 <qsort+0x68>
jmp    1187 <qsort+0x47>
jmp    11ad <qsort+0x6d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jle    11ce <qsort+0x8e>
jmp    11ad <qsort+0x6d>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1202 <qsort+0xc2>
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   1050 <swap@plt>
jmp    1207 <qsort+0xc7>
jmp    120c <qsort+0xcc>
jmp    1182 <qsort+0x42>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1050 <swap@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <qsort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <qsort@plt>
jmp    1279 <qsort+0x139>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
sub    -0xc(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
call   1060 <insertion_sort@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<qsort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%rbx
lea    0x3(%r15),%eax
cmp    %edx,%eax
jg     1228 <qsort+0xe8>
lea    -0x1(%rdx),%eax
mov    %eax,0xc(%rsp)
movslq %edx,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    %rdx,0x18(%rsp)
jmp    11b8 <qsort+0x78>
xchg   %ax,%ax
lea    (%r12,%r13,1),%ebp
add    $0xffffffff,%ebp
mov    0x10(%rsp),%rsi
call   1050 <swap@plt>
mov    %rbx,%rdi
mov    0x20(%rsp),%rsi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <qsort@plt>
lea    (%r12,%r13,1),%r15d
add    $0x1,%r15d
lea    (%r12,%r13,1),%eax
add    $0x4,%eax
mov    0x18(%rsp),%rdx
cmp    %edx,%eax
jg     1220 <qsort+0xe0>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15d,%esi
call   1040 <median3@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    0xc(%rsp),%r14d
mov    %r15,0x20(%rsp)
nop
mov    %r15d,%r13d
movslq %r15d,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rax
mov    %rax,%rdi
xor    %r12d,%r12d
mov    %r12,%rcx
add    $0x1,%r12
add    $0x4,%rdi
cmp    %ebp,0x4(%rax,%rcx,4)
jl     11e0 <qsort+0xa0>
mov    %r13d,%r15d
add    %r12,%r15
movslq %r14d,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rsi
xchg   %ax,%ax
mov    %rsi,%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
add    $0xffffffff,%r14d
cmp    %ebp,-0x4(%rax)
jg     1200 <qsort+0xc0>
cmp    %r14d,%r15d
jge    1180 <qsort+0x40>
call   1050 <swap@plt>
jmp    11d0 <qsort+0x90>
lea    (%r12,%r13,1),%r15d
add    $0x1,%r15d
movslq %r15d,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rdi
sub    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%esi
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1060 <insertion_sort@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @qsort(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 = add nsw i32 %10, 3
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp sle i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %79
14: ; preds = %3
%15 = load i32*, i32** %4
%16 = load i32, i32* %5
%17 = load i32, i32* %6
%18 = call i32 @median3(i32* %15, i32 %16, i32 %17)
store i32 %18, i32* %9
%19 = load i32, i32* %5
store i32 %19, i32* %7
%20 = load i32, i32* %6
%21 = sub nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %8
br label %22
22: ; preds = %59, %14
br label %23
23: ; preds = %32, %22
%24 = load i32*, i32** %4
%25 = load i32, i32* %7
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %7
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %9
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %33
32: ; preds = %23
br label %23
33: ; preds = %23
br label %34
34: ; preds = %43, %33
%35 = load i32*, i32** %4
%36 = load i32, i32* %8
%37 = add nsw i32 %36, -1
store i32 %37, i32* %8
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = load i32, i32* %9
%42 = icmp sgt i32 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %44
43: ; preds = %34
br label %34
44: ; preds = %34
%45 = load i32, i32* %7
%46 = load i32, i32* %8
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %58
48: ; preds = %44
%49 = load i32*, i32** %4
%50 = load i32, i32* %7
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32*, i32** %4
%54 = load i32, i32* %8
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %55
%57 = call i32 @swap(i32* %52, i32* %56)
br label %59
58: ; preds = %44
br label %60
59: ; preds = %48
br label %22
60: ; preds = %58
%61 = load i32*, i32** %4
%62 = load i32, i32* %7
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %6
%67 = sub nsw i32 %66, 1
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %68
%70 = call i32 @swap(i32* %64, i32* %69)
%71 = load i32*, i32** %4
%72 = load i32, i32* %5
%73 = load i32, i32* %7
%74 = sub nsw i32 %73, 1
%75 = load i32*, i32** %4
%76 = load i32, i32* %7
%77 = add nsw i32 %76, 1
%78 = load i32, i32* %6
br label %89
79: ; preds = %3
%80 = load i32*, i32** %4
%81 = load i32, i32* %5
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %82
%84 = load i32, i32* %6
%85 = load i32, i32* %5
%86 = sub nsw i32 %84, %85
%87 = add nsw i32 %86, 1
%88 = call i32 @insertion_sort(i32* %83, i32 %87)
br label %89
89: ; preds = %79, %60
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @qsort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add nsw i32 %1, 3
%5 = icmp sgt i32 %4, %2
br i1 %5, label %45, label %6
6: ; preds = %3
%7 = add nsw i32 %2, -1
%8 = sext i32 %7 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
br label %10
10: ; preds = %6, %39
%11 = phi i32 [ %1, %6 ], [ %42, %39 ]
%12 = tail call i32 @median3(i32* %0, i32 %11, i32 %2)
br label %13
13: ; preds = %36, %10
%14 = phi i32 [ %7, %10 ], [ %34, %36 ]
%15 = phi i32 [ %11, %10 ], [ %25, %36 ]
%16 = sext i32 %15 to i64
br label %17
17: ; preds = %17, %13
%18 = phi i64 [ %19, %17 ], [ %16, %13 ]
%19 = add nsw i64 %18, 1
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp slt i32 %21, %12
br i1 %22, label %17, label %23
23: ; preds = %17
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%25 = trunc i64 %19 to i32
%26 = sext i32 %14 to i64
br label %27
27: ; preds = %23, %27
%28 = phi i64 [ %26, %23 ], [ %29, %27 ]
%29 = add i64 %28, -1
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp sgt i32 %31, %12
br i1 %32, label %27, label %33
33: ; preds = %27
%34 = trunc i64 %29 to i32
%35 = icmp slt i32 %25, %34
br i1 %35, label %36, label %39
36: ; preds = %33
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%38 = tail call i32 @swap(i32* %24, i32* %37)
br label %13
39: ; preds = %33
%40 = trunc i64 %18 to i32
%41 = tail call i32 @swap(i32* %24, i32* %9)
tail call void @qsort(i32* %0, i32 %11, i32 %40)
%42 = add nsw i32 %40, 2
%43 = add nsw i32 %40, 5
%44 = icmp sgt i32 %43, %2
br i1 %44, label %45, label %10
45: ; preds = %39, %3
%46 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %42, %39 ]
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %47
%49 = add nsw i32 %2, 1
%50 = sub i32 %49, %46
%51 = tail call i32 @insertion_sort(i32* %48, i32 %50)
ret void
}