void quick_sort(int *num, int first, int last) {
  int i, j, x, t;
  x = (num[first] + num[last]) / 2;
  i = first;
  j = last;
  while (1) {
    while (num[i] < x)
      i++;
    while (x < num[j])
      j--;
    if (i >= j)
      break;
    t = num[i];
    num[i] = num[j];
    num[j] = t;
    i++;
    j--;
  }
  if (first < i - 1) {
    quick_sort(num, first, i - 1);
  }
  if (j + 1 < last) {
    quick_sort(num, j + 1, last);
  }
}


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    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
add    (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1154 <quick_sort+0x44>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1176 <quick_sort+0x66>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1154 <quick_sort+0x44>
jmp    117b <quick_sort+0x6b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    119d <quick_sort+0x8d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117b <quick_sort+0x6b>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     11ae <quick_sort+0x9e>
jmp    11f7 <quick_sort+0xe7>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    114f <quick_sort+0x3f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    121a <quick_sort+0x10a>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    123b <quick_sort+0x12b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%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   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r15d
mov    %rdi,%r13
movslq %edx,%r10
lea    0x4(%rdi),%r12
jmp    1140 <quick_sort+0x30>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%r14d
mov    %r14d,%esi
cmp    %r15d,%r14d
jge    11ce <quick_sort+0xbe>
movslq %esi,%rax
mov    0x0(%r13,%r10,4),%ecx
add    0x0(%r13,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,%r9d
shr    $0x1f,%r9d
add    %ecx,%r9d
sar    %r9d
mov    %r15d,%r14d
mov    %esi,%edx
nop
movslq %edx,%rax
lea    0x0(,%rax,4),%rcx
add    %r13,%rcx
xchg   %ax,%ax
mov    (%rcx),%edi
add    $0x1,%edx
add    $0x4,%rcx
cmp    %r9d,%edi
jl     1170 <quick_sort+0x60>
lea    -0x1(%rdx),%r8d
movslq %r14d,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rbx
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x4(%rbx),%eax
add    $0xfffffffffffffffc,%rbx
add    $0xffffffff,%r14d
cmp    %eax,%r9d
jl     1190 <quick_sort+0x80>
lea    0x1(%r14),%ebp
cmp    %ebp,%r8d
jge    11b0 <quick_sort+0xa0>
mov    %eax,-0x4(%rcx)
mov    %edi,(%rbx)
jmp    1160 <quick_sort+0x50>
add    $0xfffffffe,%edx
cmp    %esi,%edx
jle    1130 <quick_sort+0x20>
mov    %r13,%rdi
mov    %r10,%rbx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    %rbx,%r10
jmp    1130 <quick_sort+0x20>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
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
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32*, i32** %4
%12 = load i32, i32* %5
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = load i32*, i32** %4
%17 = load i32, i32* %6
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
%21 = add nsw i32 %15, %20
%22 = sdiv i32 %21, 2
store i32 %22, i32* %9
%23 = load i32, i32* %5
store i32 %23, i32* %7
%24 = load i32, i32* %6
store i32 %24, i32* %8
br label %25
25: ; preds = %3, %54
br label %26
26: ; preds = %34, %25
%27 = load i32*, i32** %4
%28 = load i32, i32* %7
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = load i32, i32* %9
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %37
34: ; preds = %26
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %7
br label %26
37: ; preds = %26
br label %38
38: ; preds = %46, %37
%39 = load i32, i32* %9
%40 = load i32*, i32** %4
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp slt i32 %39, %44
br i1 %45, label %46, label %49
46: ; preds = %38
%47 = load i32, i32* %8
%48 = add nsw i32 %47, -1
store i32 %48, i32* %8
br label %38
49: ; preds = %38
%50 = load i32, i32* %7
%51 = load i32, i32* %8
%52 = icmp sge i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %54
53: ; preds = %49
br label %78
54: ; preds = %49
%55 = load i32*, i32** %4
%56 = load i32, i32* %7
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
store i32 %59, i32* %10
%60 = load i32*, i32** %4
%61 = load i32, i32* %8
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %7
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
store i32 %64, i32* %68
%69 = load i32, i32* %10
%70 = load i32*, i32** %4
%71 = load i32, i32* %8
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
store i32 %69, i32* %73
%74 = load i32, i32* %7
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %7
%76 = load i32, i32* %8
%77 = add nsw i32 %76, -1
store i32 %77, i32* %8
br label %25
78: ; preds = %53
%79 = load i32, i32* %5
%80 = load i32, i32* %7
%81 = sub nsw i32 %80, 1
%82 = icmp slt i32 %79, %81
br i1 %82, label %83, label %88
83: ; preds = %78
%84 = load i32*, i32** %4
%85 = load i32, i32* %5
%86 = load i32, i32* %7
%87 = sub nsw i32 %86, 1
br label %88
88: ; preds = %83, %78
%89 = load i32, i32* %8
%90 = add nsw i32 %89, 1
%91 = load i32, i32* %6
%92 = icmp slt i32 %90, %91
br i1 %92, label %93, label %98
93: ; preds = %88
%94 = load i32*, i32** %4
%95 = load i32, i32* %8
%96 = add nsw i32 %95, 1
%97 = load i32, i32* %6
br label %98
98: ; preds = %93, %88
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = sext i32 %2 to i64
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %4
br label %6
6: ; preds = %47, %3
%7 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %48, %47 ]
%8 = sext i32 %7 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%10 = load i32, i32* %9
%11 = load i32, i32* %5
%12 = add nsw i32 %11, %10
%13 = sdiv i32 %12, 2
br label %14
14: ; preds = %37, %6
%15 = phi i32 [ %2, %6 ], [ %40, %37 ]
%16 = phi i32 [ %7, %6 ], [ %39, %37 ]
%17 = sext i32 %16 to i64
br label %18
18: ; preds = %18, %14
%19 = phi i64 [ %23, %18 ], [ %17, %14 ]
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp slt i32 %21, %13
%23 = add i64 %19, 1
br i1 %22, label %18, label %24
24: ; preds = %18
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%26 = trunc i64 %19 to i32
%27 = sext i32 %15 to i64
br label %28
28: ; preds = %28, %24
%29 = phi i64 [ %33, %28 ], [ %27, %24 ]
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp slt i32 %13, %31
%33 = add i64 %29, -1
br i1 %32, label %28, label %34
34: ; preds = %28
%35 = trunc i64 %29 to i32
%36 = icmp slt i32 %26, %35
br i1 %36, label %37, label %41
37: ; preds = %34
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
store i32 %31, i32* %25
store i32 %21, i32* %38
%39 = add nsw i32 %26, 1
%40 = add nsw i32 %35, -1
br label %14
41: ; preds = %34
%42 = trunc i64 %19 to i32
%43 = trunc i64 %29 to i32
%44 = add nsw i32 %42, -1
%45 = icmp sgt i32 %44, %7
br i1 %45, label %46, label %47
46: ; preds = %41
tail call void @quick_sort(i32* %0, i32 %7, i32 %44)
br label %47
47: ; preds = %46, %41
%48 = add nsw i32 %43, 1
%49 = icmp slt i32 %48, %2
br i1 %49, label %6, label %50
50: ; preds = %47
ret void
}