void quick_sort(int *arr, int n) {
  int left, right, pivot, temp;
  if (n < 2)
    return;
  pivot = arr[n / 2];
  for (left = 0, right = n - 1;; left++, right--) {
    while (arr[left] < pivot)
      left++;
    while (pivot < arr[right])
      right--;
    if (left >= right)
      break;
    temp = arr[left];
    arr[left] = arr[right];
    arr[right] = temp;
  }
  quick_sort(arr, left);
  quick_sort(arr + left, n - right);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jge    112e <quick_sort+0x1e>
jmp    122e <quick_sort+0x11e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1165 <quick_sort+0x55>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1187 <quick_sort+0x77>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1165 <quick_sort+0x55>
jmp    118c <quick_sort+0x7c>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11ae <quick_sort+0x9e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    118c <quick_sort+0x7c>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jl     11bf <quick_sort+0xaf>
jmp    1208 <quick_sort+0xf8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1160 <quick_sort+0x50>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    -0x14(%rbp),%esi
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jge    111e <quick_sort+0xe>
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret
mov    %esi,%r14d
jmp    1141 <quick_sort+0x31>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
call   1030 <quick_sort@plt>
sub    %ebp,%r14d
mov    %rbx,%rdi
cmp    $0x1,%r14d
jle    1119 <quick_sort+0x9>
mov    %r14d,%eax
shr    %eax
mov    (%rdi,%rax,4),%r9d
lea    -0x4(%rdi),%r8
mov    %r14d,%ebp
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq %edx,%rdx
lea    -0x1(%rdx),%esi
lea    (%r8,%rdx,4),%rbx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x4(%rbx),%r10d
add    $0x4,%rbx
add    $0x1,%rdx
add    $0x1,%esi
cmp    %r9d,%r10d
jl     1170 <quick_sort+0x60>
movslq %ebp,%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%rax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x4(%rax),%ecx
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
add    $0xffffffff,%ebp
cmp    %ecx,%r9d
jl     1190 <quick_sort+0x80>
cmp    %ebp,%esi
jge    1130 <quick_sort+0x20>
mov    %ecx,(%rbx)
mov    %r10d,(%rax)
jmp    1160 <quick_sort+0x50>

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

LLVM IR (-O2):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = icmp slt i32 %1, 2
br i1 %3, label %43, label %4
4: ; preds = %2, %38
%5 = phi i32 [ %41, %38 ], [ %1, %2 ]
%6 = phi i32* [ %23, %38 ], [ %0, %2 ]
%7 = lshr i32 %5, 1
%8 = zext i32 %7 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %8
%10 = load i32, i32* %9
br label %11
11: ; preds = %35, %4
%12 = phi i32 [ %5, %4 ], [ %33, %35 ]
%13 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %37, %35 ]
%14 = shl i64 %13, 32
%15 = ashr exact i64 %14, 32
br label %16
16: ; preds = %16, %11
%17 = phi i64 [ %21, %16 ], [ %15, %11 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp slt i32 %19, %10
%21 = add i64 %17, 1
br i1 %20, label %16, label %22
22: ; preds = %16
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %17
%24 = trunc i64 %17 to i32
%25 = sext i32 %12 to i64
br label %26
26: ; preds = %22, %26
%27 = phi i64 [ %25, %22 ], [ %28, %26 ]
%28 = add i64 %27, -1
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp slt i32 %10, %30
br i1 %31, label %26, label %32
32: ; preds = %26
%33 = trunc i64 %28 to i32
%34 = icmp slt i32 %24, %33
br i1 %34, label %35, label %38
35: ; preds = %32
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %28
store i32 %30, i32* %23
store i32 %19, i32* %36
%37 = add i64 %17, 1
br label %11
38: ; preds = %32
%39 = trunc i64 %17 to i32
%40 = trunc i64 %28 to i32
tail call void @quick_sort(i32* %6, i32 %39)
%41 = sub nsw i32 %5, %40
%42 = icmp slt i32 %41, 2
br i1 %42, label %43, label %4
43: ; preds = %38, %2
ret void
}