void insertion_sort(char *a, int length) {
  for (int i = 1, k, tmp, key; i < length; i++) {
    key = a[i];
    k = i - 1;
    while (key < a[k] && k >= 0) {
      tmp = a[k + 1];
      a[k + 1] = a[k];
      a[k--] = tmp;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<insertion_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11cd <insertion_sort+0xcd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rdx
movsbl (%rax,%rdx,1),%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jge    115c <insertion_sort+0x5c>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
setge  %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    116c <insertion_sort+0x6c>
jmp    11ba <insertion_sort+0xba>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
jmp    1136 <insertion_sort+0x36>
jmp    11bf <insertion_sort+0xbf>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1112 <insertion_sort+0x12>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<insertion_sort>:
cmp    $0x2,%esi
jl     1167 <insertion_sort+0x67>
add    $0xffffffff,%esi
mov    $0x1,%r9d
xor    %r8d,%r8d
jmp    112d <insertion_sort+0x2d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r9
add    $0x1,%r8
cmp    %rsi,%r8
je     1167 <insertion_sort+0x67>
mov    -0x1(%rdi,%r9,1),%cl
mov    (%rdi,%r9,1),%r10b
cmp    %cl,%r10b
jge    1120 <insertion_sort+0x20>
mov    %r8,%rax
xchg   %ax,%ax
lea    0x1(%rax),%edx
movzbl (%rdi,%rdx,1),%r11d
mov    %cl,(%rdi,%rdx,1)
mov    %r11b,(%rdi,%rax,1)
movzbl -0x1(%rdi,%rax,1),%ecx
cmp    %cl,%r10b
jge    1120 <insertion_sort+0x20>
lea    -0x1(%rax),%rdx
test   %rax,%rax
mov    %rdx,%rax
jg     1140 <insertion_sort+0x40>
jmp    1120 <insertion_sort+0x20>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @insertion_sort(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i8* %0, i8** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 1, i32* %5
br label %9
9: ; preds = %62, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %65
13: ; preds = %9
%14 = load i8*, i8** %3
%15 = load i32, i32* %5
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %16
%18 = load i8, i8* %17
%19 = sext i8 %18 to i32
store i32 %19, i32* %8
%20 = load i32, i32* %5
%21 = sub nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %6
br label %22
22: ; preds = %36, %13
%23 = load i32, i32* %8
%24 = load i8*, i8** %3
%25 = load i32, i32* %6
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %24, i64 %26
%28 = load i8, i8* %27
%29 = sext i8 %28 to i32
%30 = icmp slt i32 %23, %29
br i1 %30, label %31, label %34
31: ; preds = %22
%32 = load i32, i32* %6
%33 = icmp sge i32 %32, 0
br label %34
34: ; preds = %31, %22
%35 = phi i1 [ false, %22 ], [ %33, %31 ]
br i1 %35, label %36, label %61
36: ; preds = %34
%37 = load i8*, i8** %3
%38 = load i32, i32* %6
%39 = add nsw i32 %38, 1
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %37, i64 %40
%42 = load i8, i8* %41
%43 = sext i8 %42 to i32
store i32 %43, i32* %7
%44 = load i8*, i8** %3
%45 = load i32, i32* %6
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %44, i64 %46
%48 = load i8, i8* %47
%49 = load i8*, i8** %3
%50 = load i32, i32* %6
%51 = add nsw i32 %50, 1
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %49, i64 %52
store i8 %48, i8* %53
%54 = load i32, i32* %7
%55 = trunc i32 %54 to i8
%56 = load i8*, i8** %3
%57 = load i32, i32* %6
%58 = add nsw i32 %57, -1
store i32 %58, i32* %6
%59 = sext i32 %57 to i64
%60 = getelementptr inbounds i8, i8* %56, i64 %59
store i8 %55, i8* %60
br label %22
61: ; preds = %34
br label %62
62: ; preds = %61
%63 = load i32, i32* %5
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %5
br label %9
65: ; preds = %9
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @insertion_sort(i8* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %7
4: ; preds = %2
%5 = add nsw i32 %1, -1
%6 = zext i32 %5 to i64
br label %8
7: ; preds = %36, %2
ret void
8: ; preds = %4, %36
%9 = phi i64 [ 1, %4 ], [ %37, %36 ]
%10 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %38, %36 ]
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %9
%12 = load i8, i8* %11
%13 = add nsw i64 %9, -1
%14 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %13
%15 = load i8, i8* %14
%16 = icmp slt i8 %12, %15
br i1 %16, label %17, label %36
17: ; preds = %8
%18 = trunc i64 %13 to i32
%19 = trunc i64 %9 to i32
br label %20
20: ; preds = %17, %20
%21 = phi i64 [ %10, %17 ], [ %29, %20 ]
%22 = phi i8 [ %15, %17 ], [ %32, %20 ]
%23 = phi i8* [ %14, %17 ], [ %31, %20 ]
%24 = phi i32 [ %18, %17 ], [ %30, %20 ]
%25 = phi i32 [ %19, %17 ], [ %24, %20 ]
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %26
%28 = load i8, i8* %27
store i8 %22, i8* %27
store i8 %28, i8* %23
%29 = add nsw i64 %21, -1
%30 = add nsw i32 %24, -1
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %29
%32 = load i8, i8* %31
%33 = icmp slt i8 %12, %32
%34 = icmp sgt i64 %21, 0
%35 = select i1 %33, i1 %34, i1 false
br i1 %35, label %20, label %36
36: ; preds = %20, %8
%37 = add nuw nsw i64 %9, 1
%38 = add nuw nsw i64 %10, 1
%39 = icmp eq i64 %38, %6
br i1 %39, label %7, label %8
}