void quick_sort(int a[], int length) {
  if (length < 2)
    return;
  int i, j, p = a[length / 2];
  for (i = 0, j = length - 1;; i++, j--) {
    while (a[i] < p)
      i++;
    while (a[j] > p)
      j--;
    if (i >= j)
      break;
    a[i] ^= a[j] ^= a[i] ^= a[j];
  }
  quick_sort(a, i);
  quick_sort(a + i, length - i);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jge    112e <quick_sort+0x1e>
jmp    1231 <quick_sort+0x121>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%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    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    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    120b <quick_sort+0xfb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
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    -0x10(%rbp),%esi
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<quick_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
cmp    $0x2,%esi
jge    1126 <quick_sort+0x16>
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r15
jmp    115d <quick_sort+0x4d>
xchg   %ax,%ax
lea    (%r12,%rbx,1),%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %r15,%rdi
call   1030 <quick_sort@plt>
sub    %r12d,%r14d
sub    %ebx,%r14d
add    $0x1,%r14d
movslq %r12d,%rax
lea    (%r15,%rax,4),%r15
sub    %rbp,%r15
add    $0xfffffffffffffffc,%r15
cmp    $0x1,%r14d
jle    111d <quick_sort+0xd>
mov    %r14d,%eax
shr    %eax
mov    (%r15,%rax,4),%eax
lea    -0x4(%r15),%r8
mov    %r14d,%edx
xor    %r12d,%r12d
movslq %r12d,%r9
lea    (%r8,%r9,4),%r10
xor    %ebp,%ebp
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x4(%r10,%rbx,4),%ecx
add    $0x1,%rbx
add    $0xfffffffffffffffc,%rbp
cmp    %eax,%ecx
jl     1180 <quick_sort+0x70>
lea    -0x1(%r12),%r11d
add    %rbx,%r11
movslq %edx,%rsi
lea    (%r15,%rsi,4),%rsi
mov    -0x4(%rsi),%edi
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
add    $0xffffffff,%edx
cmp    %eax,%edi
jg     11a0 <quick_sort+0x90>
cmp    %edx,%r11d
jge    1130 <quick_sort+0x20>
xor    %ecx,%edi
mov    %edi,(%r10,%rbx,4)
xor    (%rsi),%edi
mov    %edi,(%rsi)
xor    (%r10,%rbx,4),%edi
mov    %edi,(%r10,%rbx,4)
add    %rbx,%r9
mov    %r9,%r12
jmp    1170 <quick_sort+0x60>

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

LLVM IR (-O2):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1) {
%3 = icmp slt i32 %1, 2
br i1 %3, label %47, label %4
4: ; preds = %2, %43
%5 = phi i32 [ %45, %43 ], [ %1, %2 ]
%6 = phi i32* [ %23, %43 ], [ %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 = %36, %4
%12 = phi i32 [ %5, %4 ], [ %34, %36 ]
%13 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %42, %36 ]
%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 sgt i32 %30, %10
br i1 %31, label %26, label %32
32: ; preds = %26
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %28
%34 = trunc i64 %28 to i32
%35 = icmp slt i32 %24, %34
br i1 %35, label %36, label %43
36: ; preds = %32
%37 = xor i32 %30, %19
store i32 %37, i32* %23
%38 = load i32, i32* %33
%39 = xor i32 %38, %37
store i32 %39, i32* %33
%40 = load i32, i32* %23
%41 = xor i32 %40, %39
store i32 %41, i32* %23
%42 = add i64 %17, 1
br label %11
43: ; preds = %32
%44 = trunc i64 %17 to i32
tail call void @quick_sort(i32* %6, i32 %44)
%45 = sub nsw i32 %5, %44
%46 = icmp slt i32 %45, 2
br i1 %46, label %47, label %4
47: ; preds = %43, %2
ret void
}