void quick_sort(int a[], int l, int r) {
  if (l < r) {
    int i, j, x;
    i = l;
    j = r;
    x = a[i];
    while (i < j) {
      while (i < j && a[j] > x)
        j--;
      if (i < j)
        a[i++] = a[j];
      while (i < j && a[i] < x)
        i++;
      if (i < j)
        a[j--] = a[i];
    }
    a[i] = x;
    quick_sort(a, l, i - 1);
    quick_sort(a, i + 1, r);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1273 <quick_sort+0x163>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1241 <quick_sort+0x131>
jmp    1159 <quick_sort+0x49>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jge    117e <quick_sort+0x6e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    118e <quick_sort+0x7e>
jmp    119c <quick_sort+0x8c>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1159 <quick_sort+0x49>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11c8 <quick_sort+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11cd <quick_sort+0xbd>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1e(%rbp)
jge    11f2 <quick_sort+0xe2>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1e(%rbp)
mov    -0x1e(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1202 <quick_sort+0xf2>
jmp    1210 <quick_sort+0x100>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11cd <quick_sort+0xbd>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    123c <quick_sort+0x12c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1148 <quick_sort+0x38>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
cmp    %edx,%esi
jge    11e8 <quick_sort+0xd8>
mov    %edx,%r14d
mov    %rdi,%rbx
jmp    114f <quick_sort+0x3f>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movslq %ebp,%rcx
mov    %eax,(%rbx,%rcx,4)
lea    -0x1(%rbp),%edx
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x1,%ebp
mov    %ebp,%esi
cmp    %r14d,%ebp
jge    11e8 <quick_sort+0xd8>
movslq %esi,%rcx
mov    (%rbx,%rcx,4),%eax
mov    %esi,%ebp
cmp    %r14d,%ecx
jge    1133 <quick_sort+0x23>
mov    %esi,%ebp
mov    %r14d,%ecx
jmp    117d <quick_sort+0x6d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq %ecx,%rdx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %edi,(%rbx,%rdx,4)
cmp    %ecx,%ebp
jge    1130 <quick_sort+0x20>
cmp    %ecx,%ebp
jge    11a0 <quick_sort+0x90>
movslq %ecx,%rcx
movslq %ebp,%rdx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rbx,%rcx,4),%edi
cmp    %eax,%edi
jle    11b0 <quick_sort+0xa0>
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    %rdx,%rcx
jg     1190 <quick_sort+0x80>
cmp    %ecx,%ebp
jge    1179 <quick_sort+0x69>
jmp    11ba <quick_sort+0xaa>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%ebp
mov    %edi,(%rbx,%rdx,4)
cmp    %ecx,%ebp
jge    1179 <quick_sort+0x69>
movslq %ebp,%rdx
lea    (%rbx,%rdx,4),%rdx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdx),%edi
cmp    %eax,%edi
jge    1170 <quick_sort+0x60>
add    $0x1,%ebp
add    $0x4,%rdx
cmp    %ebp,%ecx
jne    11d0 <quick_sort+0xc0>
mov    %ecx,%ebp
jmp    1130 <quick_sort+0x20>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @quick_sort(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 = load i32, i32* %6
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %106
13: ; preds = %3
%14 = load i32, i32* %5
store i32 %14, i32* %7
%15 = load i32, i32* %6
store i32 %15, i32* %8
%16 = load i32*, i32** %4
%17 = load i32, i32* %7
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
store i32 %20, i32* %9
br label %21
21: ; preds = %91, %13
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %8
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %92
25: ; preds = %21
br label %26
26: ; preds = %40, %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = load i32, i32* %8
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %38
30: ; preds = %26
%31 = load i32*, i32** %4
%32 = load i32, i32* %8
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %9
%37 = icmp sgt i32 %35, %36
br label %38
38: ; preds = %30, %26
%39 = phi i1 [ false, %26 ], [ %37, %30 ]
br i1 %39, label %40, label %43
40: ; preds = %38
%41 = load i32, i32* %8
%42 = add nsw i32 %41, -1
store i32 %42, i32* %8
br label %26
43: ; preds = %38
%44 = load i32, i32* %7
%45 = load i32, i32* %8
%46 = icmp slt i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %58
47: ; preds = %43
%48 = load i32*, i32** %4
%49 = load i32, i32* %8
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = load i32*, i32** %4
%54 = load i32, i32* %7
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %7
%56 = sext i32 %54 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %56
store i32 %52, i32* %57
br label %58
58: ; preds = %47, %43
br label %59
59: ; preds = %73, %58
%60 = load i32, i32* %7
%61 = load i32, i32* %8
%62 = icmp slt i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %71
63: ; preds = %59
%64 = load i32*, i32** %4
%65 = load i32, i32* %7
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = load i32, i32* %9
%70 = icmp slt i32 %68, %69
br label %71
71: ; preds = %63, %59
%72 = phi i1 [ false, %59 ], [ %70, %63 ]
br i1 %72, label %73, label %76
73: ; preds = %71
%74 = load i32, i32* %7
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %7
br label %59
76: ; preds = %71
%77 = load i32, i32* %7
%78 = load i32, i32* %8
%79 = icmp slt i32 %77, %78
br i1 %79, label %80, label %91
80: ; preds = %76
%81 = load i32*, i32** %4
%82 = load i32, i32* %7
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %81, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = load i32*, i32** %4
%87 = load i32, i32* %8
%88 = add nsw i32 %87, -1
store i32 %88, i32* %8
%89 = sext i32 %87 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %89
store i32 %85, i32* %90
br label %91
91: ; preds = %80, %76
br label %21
92: ; preds = %21
%93 = load i32, i32* %9
%94 = load i32*, i32** %4
%95 = load i32, i32* %7
%96 = sext i32 %95 to i64
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %94, i64 %96
store i32 %93, i32* %97
%98 = load i32*, i32** %4
%99 = load i32, i32* %5
%100 = load i32, i32* %7
%101 = sub nsw i32 %100, 1
%102 = load i32*, i32** %4
%103 = load i32, i32* %7
%104 = add nsw i32 %103, 1
%105 = load i32, i32* %6
br label %106
106: ; preds = %92, %3
ret void
}

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