#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 rand();
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int, int);
void i_qsort(int v[], int n) {
  if (n <= 1)
    return;
  int i, last, top, start, end;
  int stack[n];
  top = -1;
  stack[++top] = 0;
  stack[++top] = n;
  while (top > 0) {
    end = stack[top--];
    start = stack[top--];
    if ((end - start) <= 1) {
      continue;
    }
    swap(v, start, start + (rand() % (end - start)));
    last = start;
    for (i = start + 1; i < end; ++i) {
      if (v[i] < v[start]) {
        swap(v, ++last, i);
      }
    }
    swap(v, start, last);
    if (last - 1 > start) {
      stack[++top] = start;
      stack[++top] = last - 1;
    }
    if (last + 1 < end) {
      stack[++top] = last + 1;
      stack[++top] = end;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<i_qsort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jg     113e <i_qsort+0x1e>
jmp    1302 <i_qsort+0x1e2>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %rsp,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
lea    0xf(,%rcx,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rax
sub    %rdx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    %rax,%rsp
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jle    12fb <i_qsort+0x1db>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    %ecx,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jg     11dd <i_qsort+0xbd>
jmp    1193 <i_qsort+0x73>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1040 <rand@plt>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%ecx
sub    -0x1c(%rbp),%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
mov    -0x3c(%rbp),%edx
add    %eax,%edx
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1273 <i_qsort+0x153>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1260 <i_qsort+0x140>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <swap@plt>
jmp    1265 <i_qsort+0x145>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1223 <i_qsort+0x103>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jle    12bc <i_qsort+0x19c>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    12f6 <i_qsort+0x1d6>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1193 <i_qsort+0x73>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<i_qsort>:
cmp    $0x2,%esi
jl     12a2 <i_qsort+0x182>
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rdi,%r12
mov    %rsp,-0x40(%rbp)
mov    %esi,%eax
mov    %rsp,%rcx
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
mov    %rcx,%rdx
sub    %rax,%rdx
mov    %rdx,%rsp
neg    %rax
movl   $0x0,(%rcx,%rax,1)
mov    %esi,0x4(%rdx)
mov    $0x1,%edi
mov    %rdx,-0x48(%rbp)
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%rdi),%eax
lea    -0x2(%rdi),%ecx
mov    (%rdx,%rax,4),%r14d
mov    %esi,%ebx
sub    %r14d,%ebx
cmp    $0x2,%ebx
jge    11b0 <i_qsort+0x90>
mov    %ecx,%edi
test   %edi,%edi
jg     1286 <i_qsort+0x166>
jmp    1290 <i_qsort+0x170>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %ecx,-0x30(%rbp)
mov    %rdi,-0x50(%rbp)
xor    %eax,%eax
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
call   1040 <rand@plt>
cltd
idiv   %ebx
add    %r14d,%edx
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
lea    0x1(%r14),%ebx
mov    %r14,-0x38(%rbp)
mov    %r14d,%r13d
cmp    %ecx,%ebx
jge    1230 <i_qsort+0x110>
mov    -0x38(%rbp),%r13
movslq %r13d,%r15
movslq %ebx,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%r14
jmp    120b <i_qsort+0xeb>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x4,%r14
add    $0x1,%ebx
cmp    %ebx,%ecx
je     1230 <i_qsort+0x110>
mov    (%r14),%eax
cmp    (%r12,%r15,4),%eax
jge    1200 <i_qsort+0xe0>
add    $0x1,%r13d
mov    %r12,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebx,%edx
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
jmp    1200 <i_qsort+0xe0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12,%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rbx
mov    %ebx,%esi
mov    %r13d,%edx
call   1030 <swap@plt>
lea    -0x1(%r13),%eax
cmp    %ebx,%eax
mov    -0x48(%rbp),%rdx
mov    -0x30(%rbp),%esi
jle    1259 <i_qsort+0x139>
mov    -0x50(%rbp),%rsi
mov    %esi,%ecx
mov    %eax,(%rdx,%rcx,4)
add    $0x1,%r13d
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%r13d
jge    1280 <i_qsort+0x160>
movslq %esi,%rax
mov    %r13d,0x4(%rdx,%rax,4)
lea    0x2(%rax),%edi
mov    %ecx,0x8(%rdx,%rax,4)
test   %edi,%edi
jg     1286 <i_qsort+0x166>
jmp    1290 <i_qsort+0x170>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %esi,%edi
test   %edi,%edi
jle    1290 <i_qsort+0x170>
mov    %edi,%eax
mov    (%rdx,%rax,4),%esi
jmp    1180 <i_qsort+0x60>
mov    -0x40(%rbp),%rsp
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @i_qsort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i64
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp sle i32 %12, 1
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %2
br label %129
15: ; preds = %2
%16 = load i32, i32* %4
%17 = zext i32 %16 to i64
%18 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %18, i8** %10
%19 = alloca i32, i64 %17
store i64 %17, i64* %11
store i32 -1, i32* %7
%20 = load i32, i32* %7
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %7
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %22
store i32 0, i32* %23
%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* %19, i64 %27
store i32 %24, i32* %28
br label %29
29: ; preds = %126, %47, %15
%30 = load i32, i32* %7
%31 = icmp sgt i32 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %127
32: ; preds = %29
%33 = load i32, i32* %7
%34 = add nsw i32 %33, -1
store i32 %34, i32* %7
%35 = sext i32 %33 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
store i32 %37, i32* %9
%38 = load i32, i32* %7
%39 = add nsw i32 %38, -1
store i32 %39, i32* %7
%40 = sext i32 %38 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %42, i32* %8
%43 = load i32, i32* %9
%44 = load i32, i32* %8
%45 = sub nsw i32 %43, %44
%46 = icmp sle i32 %45, 1
br i1 %46, label %47, label %48
47: ; preds = %32
br label %29
48: ; preds = %32
%49 = load i32*, i32** %3
%50 = load i32, i32* %8
%51 = load i32, i32* %8
%52 = call i32 (...) @rand()
%53 = load i32, i32* %9
%54 = load i32, i32* %8
%55 = sub nsw i32 %53, %54
%56 = srem i32 %52, %55
%57 = add nsw i32 %51, %56
%58 = call i32 @swap(i32* %49, i32 %50, i32 %57)
%59 = load i32, i32* %8
store i32 %59, i32* %6
%60 = load i32, i32* %8
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %5
br label %62
62: ; preds = %85, %48
%63 = load i32, i32* %5
%64 = load i32, i32* %9
%65 = icmp slt i32 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %88
66: ; preds = %62
%67 = load i32*, i32** %3
%68 = load i32, i32* %5
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32*, i32** %3
%73 = load i32, i32* %8
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = icmp slt i32 %71, %76
br i1 %77, label %78, label %84
78: ; preds = %66
%79 = load i32*, i32** %3
%80 = load i32, i32* %6
%81 = add nsw i32 %80, 1
store i32 %81, i32* %6
%82 = load i32, i32* %5
%83 = call i32 @swap(i32* %79, i32 %81, i32 %82)
br label %84
84: ; preds = %78, %66
br label %85
85: ; preds = %84
%86 = load i32, i32* %5
%87 = add nsw i32 %86, 1
store i32 %87, i32* %5
br label %62
88: ; preds = %62
%89 = load i32*, i32** %3
%90 = load i32, i32* %8
%91 = load i32, i32* %6
%92 = call i32 @swap(i32* %89, i32 %90, i32 %91)
%93 = load i32, i32* %6
%94 = sub nsw i32 %93, 1
%95 = load i32, i32* %8
%96 = icmp sgt i32 %94, %95
br i1 %96, label %97, label %109
97: ; preds = %88
%98 = load i32, i32* %8
%99 = load i32, i32* %7
%100 = add nsw i32 %99, 1
store i32 %100, i32* %7
%101 = sext i32 %100 to i64
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %101
store i32 %98, i32* %102
%103 = load i32, i32* %6
%104 = sub nsw i32 %103, 1
%105 = load i32, i32* %7
%106 = add nsw i32 %105, 1
store i32 %106, i32* %7
%107 = sext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %107
store i32 %104, i32* %108
br label %109
109: ; preds = %97, %88
%110 = load i32, i32* %6
%111 = add nsw i32 %110, 1
%112 = load i32, i32* %9
%113 = icmp slt i32 %111, %112
br i1 %113, label %114, label %126
114: ; preds = %109
%115 = load i32, i32* %6
%116 = add nsw i32 %115, 1
%117 = load i32, i32* %7
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %7
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %119
store i32 %116, i32* %120
%121 = load i32, i32* %9
%122 = load i32, i32* %7
%123 = add nsw i32 %122, 1
store i32 %123, i32* %7
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %124
store i32 %121, i32* %125
br label %126
126: ; preds = %114, %109
br label %29
127: ; preds = %29
%128 = load i8*, i8** %10
br label %129
129: ; preds = %127, %14
ret void
}

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