void bubble_sort(unsigned short *palette, unsigned char color_index) {
  unsigned char i, j;
  unsigned short color;
  for (i = color_index; i < 4; ++i) {
    for (j = 3; j >= i; --j) {
      if (palette[j - 1] == palette[j])
        palette[j] = 0xffff;
      if (palette[j - 1] > palette[j]) {
        color = palette[j - 1];
        palette[j - 1] = palette[j];
        palette[j] = color;
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bubble_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %sil,%al
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %al,-0x9(%rbp)
mov    -0x9(%rbp),%al
mov    %al,-0xa(%rbp)
movzbl -0xa(%rbp),%eax
cmp    $0x4,%eax
jge    11f7 <bubble_sort+0xf7>
movb   $0x3,-0xb(%rbp)
movzbl -0xb(%rbp),%eax
movzbl -0xa(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     11e5 <bubble_sort+0xe5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl -0xb(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl -0xb(%rbp),%edx
movzwl (%rcx,%rdx,2),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    1169 <bubble_sort+0x69>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl -0xb(%rbp),%ecx
movw   $0xffff,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl -0xb(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movzbl -0xb(%rbp),%edx
movzwl (%rcx,%rdx,2),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    11d3 <bubble_sort+0xd3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl -0xb(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,2),%ax
mov    %ax,-0xe(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl -0xb(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,2),%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl -0xb(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0xe(%rbp),%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movzbl -0xb(%rbp),%ecx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
jmp    11d8 <bubble_sort+0xd8>
mov    -0xb(%rbp),%al
add    $0xff,%al
mov    %al,-0xb(%rbp)
jmp    1125 <bubble_sort+0x25>
jmp    11ea <bubble_sort+0xea>
mov    -0xa(%rbp),%al
add    $0x1,%al
mov    %al,-0xa(%rbp)
jmp    1114 <bubble_sort+0x14>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bubble_sort>:
cmp    $0x3,%sil
ja     1243 <bubble_sort+0x143>
movzwl 0x4(%rdi),%ecx
movzwl 0x6(%rdi),%edx
mov    $0xffff,%ax
cmp    %dx,%cx
je     1125 <bubble_sort+0x25>
jbe    1129 <bubble_sort+0x29>
mov    %dx,0x4(%rdi)
mov    %ecx,%eax
mov    %edx,%ecx
mov    %ax,0x6(%rdi)
cmp    $0x2,%sil
ja     1167 <bubble_sort+0x67>
movzwl 0x2(%rdi),%eax
mov    $0xffff,%dx
cmp    %cx,%ax
je     1146 <bubble_sort+0x46>
jbe    114a <bubble_sort+0x4a>
mov    %cx,0x2(%rdi)
mov    %eax,%edx
mov    %ecx,%eax
mov    %dx,0x4(%rdi)
cmp    $0x1,%sil
ja     1167 <bubble_sort+0x67>
movzwl (%rdi),%ecx
mov    $0xffff,%dx
cmp    %ax,%cx
je     1163 <bubble_sort+0x63>
jbe    1167 <bubble_sort+0x67>
mov    %ax,(%rdi)
mov    %ecx,%edx
mov    %dx,0x2(%rdi)
cmp    $0x3,%sil
je     1243 <bubble_sort+0x143>
movzwl 0x4(%rdi),%ecx
movzwl 0x6(%rdi),%edx
mov    $0xffff,%ax
cmp    %dx,%cx
je     118c <bubble_sort+0x8c>
jbe    1190 <bubble_sort+0x90>
mov    %dx,0x4(%rdi)
mov    %ecx,%eax
mov    %edx,%ecx
mov    %ax,0x6(%rdi)
cmp    $0x1,%sil
ja     11d7 <bubble_sort+0xd7>
movzwl 0x2(%rdi),%eax
mov    $0xffff,%dx
cmp    %cx,%ax
je     11ad <bubble_sort+0xad>
jbe    11b1 <bubble_sort+0xb1>
mov    %cx,0x2(%rdi)
mov    %eax,%edx
mov    %ecx,%eax
mov    %dx,0x4(%rdi)
cmp    $0x2,%sil
je     1243 <bubble_sort+0x143>
test   %sil,%sil
jne    11dd <bubble_sort+0xdd>
movzwl (%rdi),%ecx
mov    $0xffff,%dx
cmp    %ax,%cx
je     11d3 <bubble_sort+0xd3>
jbe    11d7 <bubble_sort+0xd7>
mov    %ax,(%rdi)
mov    %ecx,%edx
mov    %dx,0x2(%rdi)
cmp    $0x2,%sil
je     1243 <bubble_sort+0x143>
movzwl 0x4(%rdi),%eax
movzwl 0x6(%rdi),%edx
mov    $0xffff,%cx
cmp    %dx,%ax
je     11f8 <bubble_sort+0xf8>
jbe    11fc <bubble_sort+0xfc>
mov    %dx,0x4(%rdi)
mov    %eax,%ecx
mov    %edx,%eax
mov    %cx,0x6(%rdi)
cmp    $0x1,%sil
je     1243 <bubble_sort+0x143>
test   %sil,%sil
jne    1226 <bubble_sort+0x126>
movzwl 0x2(%rdi),%ecx
mov    $0xffff,%dx
cmp    %ax,%cx
je     121c <bubble_sort+0x11c>
jbe    1220 <bubble_sort+0x120>
mov    %ax,0x2(%rdi)
mov    %ecx,%edx
mov    %dx,0x4(%rdi)
cmp    $0x1,%sil
je     1243 <bubble_sort+0x143>
movzwl 0x4(%rdi),%eax
movzwl 0x6(%rdi),%ecx
mov    $0xffff,%dx
cmp    %cx,%ax
je     123f <bubble_sort+0x13f>
jbe    1243 <bubble_sort+0x143>
mov    %cx,0x4(%rdi)
mov    %eax,%edx
mov    %dx,0x6(%rdi)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @bubble_sort(i16* %0, i8 zeroext %1) {
%3 = alloca i16*
%4 = alloca i8
%5 = alloca i8
%6 = alloca i8
%7 = alloca i16
store i16* %0, i16** %3
store i8 %1, i8* %4
%8 = load i8, i8* %4
store i8 %8, i8* %5
br label %9
9: ; preds = %86, %2
%10 = load i8, i8* %5
%11 = zext i8 %10 to i32
%12 = icmp slt i32 %11, 4
br i1 %12, label %13, label %89
13: ; preds = %9
store i8 3, i8* %6
br label %14
14: ; preds = %82, %13
%15 = load i8, i8* %6
%16 = zext i8 %15 to i32
%17 = load i8, i8* %5
%18 = zext i8 %17 to i32
%19 = icmp sge i32 %16, %18
br i1 %19, label %20, label %85
20: ; preds = %14
%21 = load i16*, i16** %3
%22 = load i8, i8* %6
%23 = zext i8 %22 to i32
%24 = sub nsw i32 %23, 1
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i16, i16* %21, i64 %25
%27 = load i16, i16* %26
%28 = zext i16 %27 to i32
%29 = load i16*, i16** %3
%30 = load i8, i8* %6
%31 = zext i8 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i16, i16* %29, i64 %31
%33 = load i16, i16* %32
%34 = zext i16 %33 to i32
%35 = icmp eq i32 %28, %34
br i1 %35, label %36, label %41
36: ; preds = %20
%37 = load i16*, i16** %3
%38 = load i8, i8* %6
%39 = zext i8 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i16, i16* %37, i64 %39
store i16 -1, i16* %40
br label %41
41: ; preds = %36, %20
%42 = load i16*, i16** %3
%43 = load i8, i8* %6
%44 = zext i8 %43 to i32
%45 = sub nsw i32 %44, 1
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i16, i16* %42, i64 %46
%48 = load i16, i16* %47
%49 = zext i16 %48 to i32
%50 = load i16*, i16** %3
%51 = load i8, i8* %6
%52 = zext i8 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i16, i16* %50, i64 %52
%54 = load i16, i16* %53
%55 = zext i16 %54 to i32
%56 = icmp sgt i32 %49, %55
br i1 %56, label %57, label %81
57: ; preds = %41
%58 = load i16*, i16** %3
%59 = load i8, i8* %6
%60 = zext i8 %59 to i32
%61 = sub nsw i32 %60, 1
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i16, i16* %58, i64 %62
%64 = load i16, i16* %63
store i16 %64, i16* %7
%65 = load i16*, i16** %3
%66 = load i8, i8* %6
%67 = zext i8 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i16, i16* %65, i64 %67
%69 = load i16, i16* %68
%70 = load i16*, i16** %3
%71 = load i8, i8* %6
%72 = zext i8 %71 to i32
%73 = sub nsw i32 %72, 1
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i16, i16* %70, i64 %74
store i16 %69, i16* %75
%76 = load i16, i16* %7
%77 = load i16*, i16** %3
%78 = load i8, i8* %6
%79 = zext i8 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i16, i16* %77, i64 %79
store i16 %76, i16* %80
br label %81
81: ; preds = %57, %41
br label %82
82: ; preds = %81
%83 = load i8, i8* %6
%84 = add i8 %83, -1
store i8 %84, i8* %6
br label %14
85: ; preds = %14
br label %86
86: ; preds = %85
%87 = load i8, i8* %5
%88 = add i8 %87, 1
store i8 %88, i8* %5
br label %9
89: ; preds = %9
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @bubble_sort(i16* nocapture %0, i8 zeroext %1) {
%3 = icmp ult i8 %1, 4
br i1 %3, label %4, label %121
4: ; preds = %2
%5 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 3
%6 = load i16, i16* %5
%7 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 2
%8 = load i16, i16* %7
%9 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 3
%10 = icmp eq i16 %8, %6
br i1 %10, label %14, label %11
11: ; preds = %4
%12 = icmp ugt i16 %8, %6
br i1 %12, label %13, label %17
13: ; preds = %11
store i16 %6, i16* %7
br label %14
14: ; preds = %4, %13
%15 = phi i16 [ %8, %13 ], [ -1, %4 ]
%16 = phi i16 [ %6, %13 ], [ %8, %4 ]
store i16 %15, i16* %9
br label %17
17: ; preds = %14, %11
%18 = phi i16 [ %8, %11 ], [ %16, %14 ]
%19 = icmp ugt i8 %1, 2
br i1 %19, label %43, label %20
20: ; preds = %17
%21 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 1
%22 = load i16, i16* %21
%23 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 2
%24 = icmp eq i16 %22, %18
br i1 %24, label %28, label %25
25: ; preds = %20
%26 = icmp ugt i16 %22, %18
br i1 %26, label %27, label %31
27: ; preds = %25
store i16 %18, i16* %21
br label %28
28: ; preds = %27, %20
%29 = phi i16 [ %22, %27 ], [ -1, %20 ]
%30 = phi i16 [ %18, %27 ], [ %22, %20 ]
store i16 %29, i16* %23
br label %31
31: ; preds = %28, %25
%32 = phi i16 [ %22, %25 ], [ %30, %28 ]
%33 = icmp ugt i8 %1, 1
br i1 %33, label %43, label %34
34: ; preds = %31
%35 = load i16, i16* %0
%36 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 1
%37 = icmp eq i16 %35, %32
br i1 %37, label %41, label %38
38: ; preds = %34
%39 = icmp ugt i16 %35, %32
br i1 %39, label %40, label %43
40: ; preds = %38
store i16 %32, i16* %0
br label %41
41: ; preds = %40, %34
%42 = phi i16 [ %35, %40 ], [ -1, %34 ]
store i16 %42, i16* %36
br label %43
43: ; preds = %38, %41, %31, %17
%44 = icmp eq i8 %1, 3
br i1 %44, label %121, label %45
45: ; preds = %43
%46 = load i16, i16* %5
%47 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 2
%48 = load i16, i16* %47
%49 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 3
%50 = icmp eq i16 %48, %46
br i1 %50, label %54, label %51
51: ; preds = %45
%52 = icmp ugt i16 %48, %46
br i1 %52, label %53, label %57
53: ; preds = %51
store i16 %46, i16* %47
br label %54
54: ; preds = %53, %45
%55 = phi i16 [ %48, %53 ], [ -1, %45 ]
%56 = phi i16 [ %46, %53 ], [ %48, %45 ]
store i16 %55, i16* %49
br label %57
57: ; preds = %54, %51
%58 = phi i16 [ %48, %51 ], [ %56, %54 ]
%59 = icmp ugt i8 %1, 1
br i1 %59, label %82, label %60
60: ; preds = %57
%61 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 1
%62 = load i16, i16* %61
%63 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 2
%64 = icmp eq i16 %62, %58
br i1 %64, label %68, label %65
65: ; preds = %60
%66 = icmp ugt i16 %62, %58
br i1 %66, label %67, label %71
67: ; preds = %65
store i16 %58, i16* %61
br label %68
68: ; preds = %67, %60
%69 = phi i16 [ %62, %67 ], [ -1, %60 ]
%70 = phi i16 [ %58, %67 ], [ %62, %60 ]
store i16 %69, i16* %63
br label %71
71: ; preds = %68, %65
%72 = phi i16 [ %62, %65 ], [ %70, %68 ]
switch i8 %1, label %84 [
i8 0, label %73
i8 2, label %121
]
73: ; preds = %71
%74 = load i16, i16* %0
%75 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 1
%76 = icmp eq i16 %74, %72
br i1 %76, label %80, label %77
77: ; preds = %73
%78 = icmp ugt i16 %74, %72
br i1 %78, label %79, label %82
79: ; preds = %77
store i16 %72, i16* %0
br label %80
80: ; preds = %79, %73
%81 = phi i16 [ %74, %79 ], [ -1, %73 ]
store i16 %81, i16* %75
br label %82
82: ; preds = %77, %80, %57
%83 = icmp eq i8 %1, 2
br i1 %83, label %121, label %84
84: ; preds = %71, %82
%85 = load i16, i16* %5
%86 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 2
%87 = load i16, i16* %86
%88 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 3
%89 = icmp eq i16 %87, %85
br i1 %89, label %93, label %90
90: ; preds = %84
%91 = icmp ugt i16 %87, %85
br i1 %91, label %92, label %96
92: ; preds = %90
store i16 %85, i16* %86
br label %93
93: ; preds = %92, %84
%94 = phi i16 [ %87, %92 ], [ -1, %84 ]
%95 = phi i16 [ %85, %92 ], [ %87, %84 ]
store i16 %94, i16* %88
br label %96
96: ; preds = %93, %90
%97 = phi i16 [ %87, %90 ], [ %95, %93 ]
switch i8 %1, label %110 [
i8 0, label %98
i8 1, label %121
]
98: ; preds = %96
%99 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 1
%100 = load i16, i16* %99
%101 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 2
%102 = icmp eq i16 %100, %97
br i1 %102, label %106, label %103
103: ; preds = %98
%104 = icmp ugt i16 %100, %97
br i1 %104, label %105, label %108
105: ; preds = %103
store i16 %97, i16* %99
br label %106
106: ; preds = %105, %98
%107 = phi i16 [ %100, %105 ], [ -1, %98 ]
store i16 %107, i16* %101
br label %108
108: ; preds = %103, %106
%109 = icmp eq i8 %1, 1
br i1 %109, label %121, label %110
110: ; preds = %96, %108
%111 = load i16, i16* %5
%112 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 2
%113 = load i16, i16* %112
%114 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 3
%115 = icmp eq i16 %113, %111
br i1 %115, label %119, label %116
116: ; preds = %110
%117 = icmp ugt i16 %113, %111
br i1 %117, label %118, label %121
118: ; preds = %116
store i16 %111, i16* %112
br label %119
119: ; preds = %118, %110
%120 = phi i16 [ %113, %118 ], [ -1, %110 ]
store i16 %120, i16* %114
br label %121
121: ; preds = %43, %82, %108, %71, %96, %116, %119, %2
ret void
}