void sort_4(int *a, int len) {
  int i = 0, j = len - 1;
  while (i < j) {
    while (a[i] == 0)
      i++;
    while (a[j] == 1)
      j--;
    if (i < j) {
      a[i] = !a[i];
      a[j] = !a[j];
      i++;
      j--;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort_4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d6 <sort_4+0xd6>
jmp    112c <sort_4+0x2c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jne    114c <sort_4+0x4c>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112c <sort_4+0x2c>
jmp    1151 <sort_4+0x51>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
cmpl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jne    1171 <sort_4+0x71>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1151 <sort_4+0x51>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11d1 <sort_4+0xd1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
setne  %al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
setne  %al
xor    $0xff,%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
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    111b <sort_4+0x1b>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort_4>:
cmp    $0x2,%esi
jl     118f <sort_4+0x8f>
add    $0xffffffff,%esi
lea    0x4(%rdi),%r8
xor    %r9d,%r9d
jmp    1128 <sort_4+0x28>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %r10d,%esi
cmp    %r10d,%r9d
jge    118f <sort_4+0x8f>
movslq %r9d,%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%rax
mov    %r9d,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%ecx
cmpl   $0x0,(%rax)
lea    0x4(%rax),%rax
je     1140 <sort_4+0x40>
lea    -0x1(%rcx),%r9d
movslq %esi,%rdx
lea    (%r8,%rdx,4),%rdx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%esi
cmpl   $0x1,-0x4(%rdx)
lea    -0x4(%rdx),%rdx
je     1160 <sort_4+0x60>
lea    0x1(%rsi),%r10d
cmp    %r10d,%r9d
jge    1120 <sort_4+0x20>
movl   $0x0,-0x4(%rax)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,(%rdx)
sete   %al
mov    %eax,(%rdx)
mov    %ecx,%r9d
mov    %esi,%r10d
jmp    1120 <sort_4+0x20>
ret

LLVM IR (-O0):
define void @sort_4(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
%7 = load i32, i32* %4
%8 = sub nsw i32 %7, 1
store i32 %8, i32* %6
br label %9
9: ; preds = %68, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = load i32, i32* %6
%12 = icmp slt i32 %10, %11
br i1 %12, label %13, label %69
13: ; preds = %9
br label %14
14: ; preds = %21, %13
%15 = load i32*, i32** %3
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp eq i32 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %24
21: ; preds = %14
%22 = load i32, i32* %5
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %5
br label %14
24: ; preds = %14
br label %25
25: ; preds = %32, %24
%26 = load i32*, i32** %3
%27 = load i32, i32* %6
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp eq i32 %30, 1
br i1 %31, label %32, label %35
32: ; preds = %25
%33 = load i32, i32* %6
%34 = add nsw i32 %33, -1
store i32 %34, i32* %6
br label %25
35: ; preds = %25
%36 = load i32, i32* %5
%37 = load i32, i32* %6
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %68
39: ; preds = %35
%40 = load i32*, i32** %3
%41 = load i32, i32* %5
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = icmp ne i32 %44, 0
%46 = xor i1 %45, true
%47 = zext i1 %46 to i32
%48 = load i32*, i32** %3
%49 = load i32, i32* %5
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
store i32 %47, i32* %51
%52 = load i32*, i32** %3
%53 = load i32, i32* %6
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp ne i32 %56, 0
%58 = xor i1 %57, true
%59 = zext i1 %58 to i32
%60 = load i32*, i32** %3
%61 = load i32, i32* %6
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
store i32 %59, i32* %63
%64 = load i32, i32* %5
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %5
%66 = load i32, i32* %6
%67 = add nsw i32 %66, -1
store i32 %67, i32* %6
br label %68
68: ; preds = %39, %35
br label %9
69: ; preds = %9
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @sort_4(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %40
4: ; preds = %2
%5 = add nsw i32 %1, -1
br label %6
6: ; preds = %4, %36
%7 = phi i32 [ %38, %36 ], [ %5, %4 ]
%8 = phi i32 [ %37, %36 ], [ 0, %4 ]
%9 = sext i32 %8 to i64
br label %10
10: ; preds = %10, %6
%11 = phi i64 [ %15, %10 ], [ %9, %6 ]
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %11
%13 = load i32, i32* %12
%14 = icmp eq i32 %13, 0
%15 = add i64 %11, 1
br i1 %14, label %10, label %16
16: ; preds = %10
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %11
%18 = trunc i64 %11 to i32
%19 = sext i32 %7 to i64
br label %20
20: ; preds = %20, %16
%21 = phi i64 [ %25, %20 ], [ %19, %16 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp eq i32 %23, 1
%25 = add i64 %21, -1
br i1 %24, label %20, label %26
26: ; preds = %20
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%28 = trunc i64 %21 to i32
%29 = icmp slt i32 %18, %28
br i1 %29, label %30, label %36
30: ; preds = %26
store i32 0, i32* %17
%31 = load i32, i32* %27
%32 = icmp eq i32 %31, 0
%33 = zext i1 %32 to i32
store i32 %33, i32* %27
%34 = add nsw i32 %18, 1
%35 = add nsw i32 %28, -1
br label %36
36: ; preds = %30, %26
%37 = phi i32 [ %34, %30 ], [ %18, %26 ]
%38 = phi i32 [ %35, %30 ], [ %28, %26 ]
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %6, label %40
40: ; preds = %36, %2
ret void
}