#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(double *, int *, int, int);
void quick_sort_iterative_index(double val[], int arr[], int n, int *stack) {
  int h, l;
  h = n - 1;
  l = 0;
  int top = -1;
  stack[++top] = l;
  stack[++top] = h;
  while (top >= 0) {
    h = stack[top--];
    l = stack[top--];
    int p = partition(val, arr, l, h);
    if (p - 1 > l) {
      stack[++top] = l;
      stack[++top] = p - 1;
    }
    if (p + 1 < h) {
      stack[++top] = p + 1;
      stack[++top] = h;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort_iterative_index>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jl     123b <quick_sort_iterative_index+0x12b>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x24(%rbp),%ecx
call   1030 <partition@plt>
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jle    11f8 <quick_sort_iterative_index+0xe8>
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1236 <quick_sort_iterative_index+0x126>
mov    -0x30(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    116a <quick_sort_iterative_index+0x5a>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort_iterative_index>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%r12
mov    %edx,%r13d
mov    %rsi,(%rsp)
mov    %rdi,%r15
add    $0xffffffff,%r13d
movl   $0x0,(%rcx)
mov    %r13d,0x4(%rcx)
mov    $0x1,%ebp
jmp    1155 <quick_sort_iterative_index+0x45>
nopl   (%rax)
movslq %ebp,%rcx
mov    %eax,0x4(%r12,%rcx,4)
add    $0x2,%ebp
mov    %r13d,(%r12,%rbp,4)
mov    %ebp,%eax
mov    (%r12,%rax,4),%r13d
movslq %ebp,%r14
mov    -0x4(%r12,%r14,4),%ebx
mov    %r15,%rdi
mov    (%rsp),%rsi
mov    %ebx,%edx
mov    %r13d,%ecx
call   1030 <partition@plt>
lea    -0x1(%rax),%ecx
cmp    %ebx,%ecx
jle    1190 <quick_sort_iterative_index+0x80>
add    $0xffffffffffffffff,%r14
mov    %ebp,%edx
mov    %ebx,(%r12,%r14,4)
mov    %ecx,(%r12,%rdx,4)
jmp    1193 <quick_sort_iterative_index+0x83>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0xfffffffe,%ebp
add    $0x1,%eax
cmp    %r13d,%eax
jl     1140 <quick_sort_iterative_index+0x30>
test   %ebp,%ebp
jns    114f <quick_sort_iterative_index+0x3f>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quick_sort_iterative_index(double* %0, i32* %1, i32 %2, i32* %3) {
%5 = alloca double*
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store double* %0, double** %5
store i32* %1, i32** %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
%13 = load i32, i32* %7
%14 = sub nsw i32 %13, 1
store i32 %14, i32* %9
store i32 0, i32* %10
store i32 -1, i32* %11
%15 = load i32, i32* %10
%16 = load i32*, i32** %8
%17 = load i32, i32* %11
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %11
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %19
store i32 %15, i32* %20
%21 = load i32, i32* %9
%22 = load i32*, i32** %8
%23 = load i32, i32* %11
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %11
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %25
store i32 %21, i32* %26
br label %27
27: ; preds = %85, %4
%28 = load i32, i32* %11
%29 = icmp sge i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %86
30: ; preds = %27
%31 = load i32*, i32** %8
%32 = load i32, i32* %11
%33 = add nsw i32 %32, -1
store i32 %33, i32* %11
%34 = sext i32 %32 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
store i32 %36, i32* %9
%37 = load i32*, i32** %8
%38 = load i32, i32* %11
%39 = add nsw i32 %38, -1
store i32 %39, i32* %11
%40 = sext i32 %38 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %42, i32* %10
%43 = load double*, double** %5
%44 = load i32*, i32** %6
%45 = load i32, i32* %10
%46 = load i32, i32* %9
%47 = call i32 @partition(double* %43, i32* %44, i32 %45, i32 %46)
store i32 %47, i32* %12
%48 = load i32, i32* %12
%49 = sub nsw i32 %48, 1
%50 = load i32, i32* %10
%51 = icmp sgt i32 %49, %50
br i1 %51, label %52, label %66
52: ; preds = %30
%53 = load i32, i32* %10
%54 = load i32*, i32** %8
%55 = load i32, i32* %11
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %11
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %57
store i32 %53, i32* %58
%59 = load i32, i32* %12
%60 = sub nsw i32 %59, 1
%61 = load i32*, i32** %8
%62 = load i32, i32* %11
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %11
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %64
store i32 %60, i32* %65
br label %66
66: ; preds = %52, %30
%67 = load i32, i32* %12
%68 = add nsw i32 %67, 1
%69 = load i32, i32* %9
%70 = icmp slt i32 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %85
71: ; preds = %66
%72 = load i32, i32* %12
%73 = add nsw i32 %72, 1
%74 = load i32*, i32** %8
%75 = load i32, i32* %11
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %11
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 %77
store i32 %73, i32* %78
%79 = load i32, i32* %9
%80 = load i32*, i32** %8
%81 = load i32, i32* %11
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %11
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %83
store i32 %79, i32* %84
br label %85
85: ; preds = %71, %66
br label %27
86: ; preds = %27
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quick_sort_iterative_index(double* %0, i32* %1, i32 %2, i32* nocapture %3) {
%5 = add nsw i32 %2, -1
store i32 0, i32* %3
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 1
store i32 %5, i32* %6
br label %7
7: ; preds = %34, %4
%8 = phi i32 [ %5, %4 ], [ %38, %34 ]
%9 = phi i32 [ 1, %4 ], [ %35, %34 ]
%10 = add nsw i32 %9, -1
%11 = add nsw i32 %9, -2
%12 = sext i32 %10 to i64
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = tail call i32 @partition(double* %0, i32* %1, i32 %14, i32 %8)
%16 = add nsw i32 %15, -1
%17 = icmp sgt i32 %16, %14
br i1 %17, label %18, label %21
18: ; preds = %7
%19 = zext i32 %9 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %19
store i32 %14, i32* %13
store i32 %16, i32* %20
br label %21
21: ; preds = %18, %7
%22 = phi i32 [ %9, %18 ], [ %11, %7 ]
%23 = add nsw i32 %15, 1
%24 = icmp slt i32 %23, %8
br i1 %24, label %25, label %32
25: ; preds = %21
%26 = add nsw i32 %22, 1
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %27
store i32 %23, i32* %28
%29 = add nsw i32 %22, 2
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %30
store i32 %8, i32* %31
br label %34
32: ; preds = %21
%33 = icmp sgt i32 %22, -1
br i1 %33, label %34, label %39
34: ; preds = %25, %32
%35 = phi i32 [ %29, %25 ], [ %22, %32 ]
%36 = zext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
br label %7
39: ; preds = %32
ret void
}