#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 */
unsigned int rand();
void quicksort_iterative(int array[], unsigned len) {
  int pivot;
  unsigned right, left = 0, stack[64], pos = 0, seed = rand();
  for (;;) {
    for (; left + 1 < len; len++) {
      if (pos == 64)
        len = stack[pos = 0];
      pivot = array[left + seed % (len - left)];
      seed = seed * 69069 + 1;
      stack[pos++] = len;
      for (right = left - 1;;) {
        while (array[++right] < pivot)
          ;
        while (pivot < array[--len])
          ;
        if (right >= len)
          break;
        array[right] = array[right] ^ array[len];
        array[len] = array[right] ^ array[len];
        array[right] = array[right] ^ array[len];
      }
    }
    if (pos == 0)
      break;
    left = len;
    len = stack[--pos];
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quicksort_iterative>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x130,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x124(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1030 <rand@plt>
mov    %eax,-0x128(%rbp)
jmp    1145 <quicksort_iterative+0x35>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jae    12a9 <quicksort_iterative+0x199>
cmpl   $0x40,-0x124(%rbp)
jne    1174 <quicksort_iterative+0x64>
movl   $0x0,-0x124(%rbp)
mov    -0x120(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x130(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x128(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    -0x18(%rbp),%esi
xor    %edx,%edx
div    %esi
mov    -0x130(%rbp),%rax
add    %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
imul   $0x10dcd,-0x128(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x128(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x124(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x124(%rbp)
mov    %eax,%eax
mov    %ecx,-0x120(%rbp,%rax,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11e1 <quicksort_iterative+0xd1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1201 <quicksort_iterative+0xf1>
jmp    11e1 <quicksort_iterative+0xd1>
jmp    1206 <quicksort_iterative+0xf6>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0xc(%rbp),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %edx,%edx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1226 <quicksort_iterative+0x116>
jmp    1206 <quicksort_iterative+0xf6>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jb     1237 <quicksort_iterative+0x127>
jmp    1296 <quicksort_iterative+0x186>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11dc <quicksort_iterative+0xcc>
jmp    129b <quicksort_iterative+0x18b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1145 <quicksort_iterative+0x35>
cmpl   $0x0,-0x124(%rbp)
jne    12bb <quicksort_iterative+0x1ab>
jmp    12e1 <quicksort_iterative+0x1d1>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x124(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x124(%rbp)
mov    %eax,%eax
mov    -0x120(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1140 <quicksort_iterative+0x30>
add    $0x130,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quicksort_iterative>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x100,%rsp
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%rbx
xor    %r14d,%r14d
xor    %eax,%eax
call   1030 <rand@plt>
mov    %eax,%r11d
xor    %r10d,%r10d
xor    %r15d,%r15d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%r10),%r8d
cmp    %ebp,%r8d
jae    11f0 <quicksort_iterative+0xe0>
lea    -0x1(%r10),%r9d
jmp    1170 <quicksort_iterative+0x60>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r15d
lea    0x1(%rax),%ebp
cmp    %ebp,%r8d
jae    1200 <quicksort_iterative+0xf0>
cmp    $0x40,%r15d
cmove  (%rsp),%ebp
cmove  %r14d,%r15d
mov    %ebp,%ecx
sub    %r10d,%ecx
mov    %r11d,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
add    %r10d,%edx
mov    (%rbx,%rdx,4),%edx
imul   $0x10dcd,%r11d,%r11d
add    $0x1,%r11d
mov    %ebp,(%rsp,%r15,4)
mov    %ebp,%eax
mov    %r9d,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%ebp
mov    (%rbx,%rbp,4),%edi
cmp    %edx,%edi
jl     11b0 <quicksort_iterative+0xa0>
mov    %ebp,%r12d
nopl   (%rax)
add    $0xffffffff,%eax
mov    (%rbx,%rax,4),%esi
cmp    %esi,%edx
jl     11c0 <quicksort_iterative+0xb0>
cmp    %eax,%ebp
jae    1160 <quicksort_iterative+0x50>
mov    %eax,%ecx
xor    %edi,%esi
mov    %esi,(%rbx,%r12,4)
xor    (%rbx,%rcx,4),%esi
mov    %esi,(%rbx,%rcx,4)
xor    %esi,(%rbx,%r12,4)
jmp    11b0 <quicksort_iterative+0xa0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebp,%r10d
test   %r15d,%r15d
jne    120b <quicksort_iterative+0xfb>
jmp    1218 <quicksort_iterative+0x108>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%r10d
test   %r15d,%r15d
je     1218 <quicksort_iterative+0x108>
add    $0xffffffff,%r15d
mov    (%rsp,%r15,4),%ebp
jmp    1140 <quicksort_iterative+0x30>
add    $0x100,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quicksort_iterative(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca [64 x i32]
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %9
%11 = call i32 (...) @rand()
store i32 %11, i32* %10
br label %12
12: ; preds = %127, %2
br label %13
13: ; preds = %120, %12
%14 = load i32, i32* %7
%15 = add i32 %14, 1
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp ult i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %123
18: ; preds = %13
%19 = load i32, i32* %9
%20 = icmp eq i32 %19, 64
br i1 %20, label %21, label %24
21: ; preds = %18
store i32 0, i32* %9
%22 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %8, i64 0, i64 0
%23 = load i32, i32* %22
store i32 %23, i32* %4
br label %24
24: ; preds = %21, %18
%25 = load i32*, i32** %3
%26 = load i32, i32* %7
%27 = load i32, i32* %10
%28 = load i32, i32* %4
%29 = load i32, i32* %7
%30 = sub i32 %28, %29
%31 = urem i32 %27, %30
%32 = add i32 %26, %31
%33 = zext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
store i32 %35, i32* %5
%36 = load i32, i32* %10
%37 = mul i32 %36, 69069
%38 = add i32 %37, 1
store i32 %38, i32* %10
%39 = load i32, i32* %4
%40 = load i32, i32* %9
%41 = add i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %9
%42 = zext i32 %40 to i64
%43 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %8, i64 0, i64 %42
store i32 %39, i32* %43
%44 = load i32, i32* %7
%45 = sub i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %6
br label %46
46: ; preds = %73, %24
br label %47
47: ; preds = %56, %46
%48 = load i32*, i32** %3
%49 = load i32, i32* %6
%50 = add i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %6
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = load i32, i32* %5
%55 = icmp slt i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %57
56: ; preds = %47
br label %47
57: ; preds = %47
br label %58
58: ; preds = %67, %57
%59 = load i32, i32* %5
%60 = load i32*, i32** %3
%61 = load i32, i32* %4
%62 = add i32 %61, -1
store i32 %62, i32* %4
%63 = zext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = icmp slt i32 %59, %65
br i1 %66, label %67, label %68
67: ; preds = %58
br label %58
68: ; preds = %58
%69 = load i32, i32* %6
%70 = load i32, i32* %4
%71 = icmp uge i32 %69, %70
br i1 %71, label %72, label %73
72: ; preds = %68
br label %119
73: ; preds = %68
%74 = load i32*, i32** %3
%75 = load i32, i32* %6
%76 = zext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = load i32*, i32** %3
%80 = load i32, i32* %4
%81 = zext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %81
%83 = load i32, i32* %82
%84 = xor i32 %78, %83
%85 = load i32*, i32** %3
%86 = load i32, i32* %6
%87 = zext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %87
store i32 %84, i32* %88
%89 = load i32*, i32** %3
%90 = load i32, i32* %6
%91 = zext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
%94 = load i32*, i32** %3
%95 = load i32, i32* %4
%96 = zext i32 %95 to i64
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %94, i64 %96
%98 = load i32, i32* %97
%99 = xor i32 %93, %98
%100 = load i32*, i32** %3
%101 = load i32, i32* %4
%102 = zext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i64 %102
store i32 %99, i32* %103
%104 = load i32*, i32** %3
%105 = load i32, i32* %6
%106 = zext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %104, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
%109 = load i32*, i32** %3
%110 = load i32, i32* %4
%111 = zext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 %111
%113 = load i32, i32* %112
%114 = xor i32 %108, %113
%115 = load i32*, i32** %3
%116 = load i32, i32* %6
%117 = zext i32 %116 to i64
%118 = getelementptr inbounds i32, i32* %115, i64 %117
store i32 %114, i32* %118
br label %46
119: ; preds = %72
br label %120
120: ; preds = %119
%121 = load i32, i32* %4
%122 = add i32 %121, 1
store i32 %122, i32* %4
br label %13
123: ; preds = %13
%124 = load i32, i32* %9
%125 = icmp eq i32 %124, 0
br i1 %125, label %126, label %127
126: ; preds = %123
br label %134
127: ; preds = %123
%128 = load i32, i32* %4
store i32 %128, i32* %7
%129 = load i32, i32* %9
%130 = add i32 %129, -1
store i32 %130, i32* %9
%131 = zext i32 %130 to i64
%132 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %8, i64 0, i64 %131
%133 = load i32, i32* %132
store i32 %133, i32* %4
br label %12
134: ; preds = %126
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quicksort_iterative(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = alloca [64 x i32]
%4 = bitcast [64 x i32]* %3 to i8*
%5 = tail call i32 (...) @rand()
%6 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 0
br label %7
7: ; preds = %72, %2
%8 = phi i32 [ %1, %2 ], [ %76, %72 ]
%9 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %68, %72 ]
%10 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %73, %72 ]
%11 = phi i32 [ %5, %2 ], [ %70, %72 ]
%12 = add i32 %9, 1
%13 = icmp ult i32 %12, %8
br i1 %13, label %14, label %67
14: ; preds = %7
%15 = add i32 %9, -1
br label %19
16: ; preds = %57
%17 = add i32 %26, 1
%18 = icmp ult i32 %12, %51
br i1 %18, label %19, label %67
19: ; preds = %14, %16
%20 = phi i32 [ %11, %14 ], [ %34, %16 ]
%21 = phi i32 [ %10, %14 ], [ %17, %16 ]
%22 = phi i32 [ %8, %14 ], [ %51, %16 ]
%23 = icmp eq i32 %21, 64
%24 = load i32, i32* %6
%25 = select i1 %23, i32 %24, i32 %22
%26 = select i1 %23, i32 0, i32 %21
%27 = sub i32 %25, %9
%28 = urem i32 %20, %27
%29 = add i32 %28, %9
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = mul i32 %20, 69069
%34 = add i32 %33, 1
%35 = zext i32 %26 to i64
%36 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %35
store i32 %25, i32* %36
br label %37
37: ; preds = %61, %19
%38 = phi i32 [ %25, %19 ], [ %52, %61 ]
%39 = phi i32 [ %15, %19 ], [ %42, %61 ]
br label %40
40: ; preds = %40, %37
%41 = phi i32 [ %39, %37 ], [ %42, %40 ]
%42 = add i32 %41, 1
%43 = zext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = icmp slt i32 %45, %32
br i1 %46, label %40, label %47
47: ; preds = %40
%48 = zext i32 %42 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %48
br label %50
50: ; preds = %47, %50
%51 = phi i32 [ %52, %50 ], [ %38, %47 ]
%52 = add i32 %51, -1
%53 = zext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
%56 = icmp slt i32 %32, %55
br i1 %56, label %50, label %57
57: ; preds = %50
%58 = zext i32 %52 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = icmp ult i32 %42, %52
br i1 %60, label %61, label %16
61: ; preds = %57
%62 = xor i32 %55, %45
store i32 %62, i32* %49
%63 = load i32, i32* %59
%64 = xor i32 %63, %62
store i32 %64, i32* %59
%65 = load i32, i32* %49
%66 = xor i32 %65, %64
store i32 %66, i32* %49
br label %37
67: ; preds = %16, %7
%68 = phi i32 [ %8, %7 ], [ %51, %16 ]
%69 = phi i32 [ %10, %7 ], [ %17, %16 ]
%70 = phi i32 [ %11, %7 ], [ %34, %16 ]
%71 = icmp eq i32 %69, 0
br i1 %71, label %77, label %72
72: ; preds = %67
%73 = add i32 %69, -1
%74 = zext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
br label %7
77: ; preds = %67
ret void
}