void sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2(int *array, int len) {
  int low, high, mid, temp;
  if (!array || (len <= 0)) {
    return;
  }
  low = mid = 0;
  high = len - 1;
  while (mid <= high) {
    if (array[mid] == 2) {
      temp = array[mid];
      array[mid] = array[high];
      array[high] = temp;
      --high;
    } else if (array[mid] == 1) {
      ++mid;
    } else {
      temp = array[low];
      array[low] = array[mid];
      array[mid] = temp;
      ++low;
      ++mid;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1120 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x20>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jg     1125 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x25>
jmp    1208 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x108>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1208 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x108>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
cmpl   $0x2,(%rax,%rcx,4)
jne    119a <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x9a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%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 -0x18(%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    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1203 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x103>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
cmpl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jne    11ba <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0xba>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11fe <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0xfe>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%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 -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1203 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x103>
jmp    113c <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x3c>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2>:
test   %rdi,%rdi
je     1161 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x61>
test   %esi,%esi
jle    1161 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x61>
add    $0xffffffff,%esi
xor    %eax,%eax
xor    %r8d,%r8d
jmp    113a <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x3a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq %r8d,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r9d
mov    %ecx,(%rdi,%r8,4)
mov    %r9d,(%rdi,%rdx,4)
add    $0x1,%r8d
add    $0x1,%eax
cmp    %esi,%eax
jg     1161 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x61>
movslq %eax,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,4),%ecx
cmp    $0x1,%ecx
je     1133 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x33>
cmp    $0x2,%ecx
jne    1120 <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x20>
movslq %esi,%rsi
mov    (%rdi,%rsi,4),%ecx
mov    %ecx,(%rdi,%rdx,4)
movl   $0x2,(%rdi,%rsi,4)
add    $0xffffffff,%esi
cmp    %esi,%eax
jle    113a <sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2+0x3a>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2(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** %3
%10 = icmp ne i32* %9, null
br i1 %10, label %11, label %14
11: ; preds = %2
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp sle i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %11, %2
br label %87
15: ; preds = %11
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %5
%16 = load i32, i32* %4
%17 = sub nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %6
br label %18
18: ; preds = %86, %15
%19 = load i32, i32* %7
%20 = load i32, i32* %6
%21 = icmp sle i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %87
22: ; preds = %18
%23 = load i32*, i32** %3
%24 = load i32, i32* %7
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp eq i32 %27, 2
br i1 %28, label %29, label %51
29: ; preds = %22
%30 = load i32*, i32** %3
%31 = load i32, i32* %7
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
store i32 %34, i32* %8
%35 = load i32*, i32** %3
%36 = load i32, i32* %6
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = load i32*, i32** %3
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
store i32 %39, i32* %43
%44 = load i32, i32* %8
%45 = load i32*, i32** %3
%46 = load i32, i32* %6
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %47
store i32 %44, i32* %48
%49 = load i32, i32* %6
%50 = add nsw i32 %49, -1
store i32 %50, i32* %6
br label %86
51: ; preds = %22
%52 = load i32*, i32** %3
%53 = load i32, i32* %7
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp eq i32 %56, 1
br i1 %57, label %58, label %61
58: ; preds = %51
%59 = load i32, i32* %7
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %7
br label %85
61: ; preds = %51
%62 = load i32*, i32** %3
%63 = load i32, i32* %5
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
store i32 %66, i32* %8
%67 = load i32*, i32** %3
%68 = load i32, i32* %7
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32*, i32** %3
%73 = load i32, i32* %5
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
store i32 %71, i32* %75
%76 = load i32, i32* %8
%77 = load i32*, i32** %3
%78 = load i32, i32* %7
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 %79
store i32 %76, i32* %80
%81 = load i32, i32* %5
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %5
%83 = load i32, i32* %7
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %7
br label %85
85: ; preds = %61, %58
br label %86
86: ; preds = %85, %29
br label %18
87: ; preds = %14, %18
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sort_array_of_zeros_ones_and_twos_ver2(i32* %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i32* %0, null
%4 = icmp slt i32 %1, 1
%5 = or i1 %3, %4
br i1 %5, label %33, label %6
6: ; preds = %2
%7 = add nsw i32 %1, -1
br label %8
8: ; preds = %6, %28
%9 = phi i32 [ %31, %28 ], [ 0, %6 ]
%10 = phi i32 [ %30, %28 ], [ %7, %6 ]
%11 = phi i32 [ %29, %28 ], [ 0, %6 ]
%12 = sext i32 %9 to i64
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
switch i32 %14, label %22 [
i32 2, label %15
i32 1, label %20
]
15: ; preds = %8
%16 = sext i32 %10 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
store i32 %18, i32* %13
store i32 2, i32* %17
%19 = add nsw i32 %10, -1
br label %28
20: ; preds = %8
%21 = add nsw i32 %9, 1
br label %28
22: ; preds = %8
%23 = sext i32 %11 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
store i32 %14, i32* %24
store i32 %25, i32* %13
%26 = add nsw i32 %11, 1
%27 = add nsw i32 %9, 1
br label %28
28: ; preds = %20, %22, %15
%29 = phi i32 [ %11, %15 ], [ %11, %20 ], [ %26, %22 ]
%30 = phi i32 [ %19, %15 ], [ %10, %20 ], [ %10, %22 ]
%31 = phi i32 [ %9, %15 ], [ %21, %20 ], [ %27, %22 ]
%32 = icmp sgt i32 %31, %30
br i1 %32, label %33, label %8
33: ; preds = %28, %2
ret void
}