void quick_sort(int *arr, int left, int right) {
  if (left >= right)
    return;
  int l = left, r = right;
  int base = arr[l];
  while (l < r) {
    while (l < r && arr[r] > base)
      r--;
    if (l < r)
      arr[l++] = arr[r];
    while (l < r && arr[l] < base)
      l++;
    if (l < r)
      arr[r--] = arr[l];
  }
  arr[l] = base;
  quick_sort(arr, left, l - 1);
  quick_sort(arr, l + 1, right);
}


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
jl     1133 <quick_sort+0x23>
jmp    1278 <quick_sort+0x168>
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    1246 <quick_sort+0x136>
jmp    115e <quick_sort+0x4e>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jge    1183 <quick_sort+0x73>
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    1193 <quick_sort+0x83>
jmp    11a1 <quick_sort+0x91>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    115e <quick_sort+0x4e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11cd <quick_sort+0xbd>
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    11d2 <quick_sort+0xc2>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1e(%rbp)
jge    11f7 <quick_sort+0xe7>
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    1207 <quick_sort+0xf7>
jmp    1215 <quick_sort+0x105>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11d2 <quick_sort+0xc2>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1241 <quick_sort+0x131>
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    114d <quick_sort+0x3d>
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 sge i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %14
13: ; preds = %3
br label %107
14: ; preds = %3
%15 = load i32, i32* %5
store i32 %15, i32* %7
%16 = load i32, i32* %6
store i32 %16, i32* %8
%17 = load i32*, i32** %4
%18 = load i32, i32* %7
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
store i32 %21, i32* %9
br label %22
22: ; preds = %92, %14
%23 = load i32, i32* %7
%24 = load i32, i32* %8
%25 = icmp slt i32 %23, %24
br i1 %25, label %26, label %93
26: ; preds = %22
br label %27
27: ; preds = %41, %26
%28 = load i32, i32* %7
%29 = load i32, i32* %8
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %39
31: ; preds = %27
%32 = load i32*, i32** %4
%33 = load i32, i32* %8
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32, i32* %9
%38 = icmp sgt i32 %36, %37
br label %39
39: ; preds = %31, %27
%40 = phi i1 [ false, %27 ], [ %38, %31 ]
br i1 %40, label %41, label %44
41: ; preds = %39
%42 = load i32, i32* %8
%43 = add nsw i32 %42, -1
store i32 %43, i32* %8
br label %27
44: ; preds = %39
%45 = load i32, i32* %7
%46 = load i32, i32* %8
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %59
48: ; preds = %44
%49 = load i32*, i32** %4
%50 = load i32, i32* %8
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = load i32*, i32** %4
%55 = load i32, i32* %7
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %7
%57 = sext i32 %55 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %57
store i32 %53, i32* %58
br label %59
59: ; preds = %48, %44
br label %60
60: ; preds = %74, %59
%61 = load i32, i32* %7
%62 = load i32, i32* %8
%63 = icmp slt i32 %61, %62
br i1 %63, label %64, label %72
64: ; preds = %60
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %7
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = load i32, i32* %9
%71 = icmp slt i32 %69, %70
br label %72
72: ; preds = %64, %60
%73 = phi i1 [ false, %60 ], [ %71, %64 ]
br i1 %73, label %74, label %77
74: ; preds = %72
%75 = load i32, i32* %7
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %7
br label %60
77: ; preds = %72
%78 = load i32, i32* %7
%79 = load i32, i32* %8
%80 = icmp slt i32 %78, %79
br i1 %80, label %81, label %92
81: ; preds = %77
%82 = load i32*, i32** %4
%83 = load i32, i32* %7
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32*, i32** %4
%88 = load i32, i32* %8
%89 = add nsw i32 %88, -1
store i32 %89, i32* %8
%90 = sext i32 %88 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %90
store i32 %86, i32* %91
br label %92
92: ; preds = %81, %77
br label %22
93: ; preds = %22
%94 = load i32, i32* %9
%95 = load i32*, i32** %4
%96 = load i32, i32* %7
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %97
store i32 %94, i32* %98
%99 = load i32*, i32** %4
%100 = load i32, i32* %5
%101 = load i32, i32* %7
%102 = sub nsw i32 %101, 1
%103 = load i32*, i32** %4
%104 = load i32, i32* %7
%105 = add nsw i32 %104, 1
%106 = load i32, i32* %6
br label %107
107: ; preds = %93, %13
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
}