void quick_sort(int a[], int from, int to) {
  int x = a[(to + from) / 2];
  int i = from;
  int j = to;
  while (i < j) {
    while (a[i] < x)
      i++;
    while (a[j] > x)
      j--;
    if (i <= j) {
      int temp = a[i];
      a[i] = a[j];
      a[j] = temp;
      i++;
      j--;
    }
  }
  if (j > from) {
    quick_sort(a, from, j);
  }
  if (i < to) {
    quick_sort(a, i, to);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1202 <quick_sort+0xf2>
jmp    1164 <quick_sort+0x54>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1186 <quick_sort+0x76>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1164 <quick_sort+0x54>
jmp    118b <quick_sort+0x7b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    11ad <quick_sort+0x9d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    118b <quick_sort+0x7b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     11fd <quick_sort+0xed>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1153 <quick_sort+0x43>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jle    121d <quick_sort+0x10d>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1238 <quick_sort+0x128>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
add    $0x30,%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,%r14d
mov    %rdi,%r12
lea    0x4(%rdi),%r15
jmp    113c <quick_sort+0x2c>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r13d,%esi
cmp    %r14d,%r13d
jge    11f5 <quick_sort+0xe5>
mov    %r14d,%edx
mov    %esi,%r13d
cmp    %r14d,%esi
jge    11e0 <quick_sort+0xd0>
lea    (%rsi,%r14,1),%eax
mov    %eax,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %eax,%ecx
sar    %ecx
movslq %ecx,%rax
mov    (%r12,%rax,4),%r8d
mov    %esi,%r13d
mov    %r14d,%ecx
jmp    1177 <quick_sort+0x67>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edx,%ecx
cmp    %edx,%r13d
jge    11e0 <quick_sort+0xd0>
movslq %r13d,%rax
lea    (%r12,%rax,4),%rbx
mov    %r13d,%edi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rbx),%r9d
add    $0x4,%rbx
add    $0x1,%edi
cmp    %r8d,%r9d
jl     1190 <quick_sort+0x80>
lea    -0x1(%rdi),%r13d
movslq %ecx,%rax
lea    (%r15,%rax,4),%rax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x4(%rax),%ebp
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    %r8d,%ebp
jg     11b0 <quick_sort+0xa0>
lea    0x1(%rcx),%edx
cmp    %edx,%r13d
jg     1170 <quick_sort+0x60>
mov    %ebp,-0x4(%rbx)
mov    %r9d,(%rax)
mov    %ecx,%edx
mov    %edi,%r13d
jmp    1170 <quick_sort+0x60>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cmp    %esi,%edx
jle    1130 <quick_sort+0x20>
mov    %r12,%rdi
call   1030 <quick_sort@plt>
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* %6
%13 = load i32, i32* %5
%14 = add nsw i32 %12, %13
%15 = sdiv i32 %14, 2
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
store i32 %18, i32* %7
%19 = load i32, i32* %5
store i32 %19, i32* %8
%20 = load i32, i32* %6
store i32 %20, i32* %9
br label %21
21: ; preds = %77, %3
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %9
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %78
25: ; preds = %21
br label %26
26: ; preds = %34, %25
%27 = load i32*, i32** %4
%28 = load i32, i32* %8
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = load i32, i32* %7
%33 = icmp slt i32 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %37
34: ; preds = %26
%35 = load i32, i32* %8
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %8
br label %26
37: ; preds = %26
br label %38
38: ; preds = %46, %37
%39 = load i32*, i32** %4
%40 = load i32, i32* %9
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = load i32, i32* %7
%45 = icmp sgt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %49
46: ; preds = %38
%47 = load i32, i32* %9
%48 = add nsw i32 %47, -1
store i32 %48, i32* %9
br label %38
49: ; preds = %38
%50 = load i32, i32* %8
%51 = load i32, i32* %9
%52 = icmp sle i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %77
53: ; preds = %49
%54 = load i32*, i32** %4
%55 = load i32, i32* %8
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
store i32 %58, i32* %10
%59 = load i32*, i32** %4
%60 = load i32, i32* %9
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = load i32*, i32** %4
%65 = load i32, i32* %8
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
store i32 %63, i32* %67
%68 = load i32, i32* %10
%69 = load i32*, i32** %4
%70 = load i32, i32* %9
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %71
store i32 %68, i32* %72
%73 = load i32, i32* %8
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %8
%75 = load i32, i32* %9
%76 = add nsw i32 %75, -1
store i32 %76, i32* %9
br label %77
77: ; preds = %53, %49
br label %21
78: ; preds = %21
%79 = load i32, i32* %9
%80 = load i32, i32* %5
%81 = icmp sgt i32 %79, %80
br i1 %81, label %82, label %86
82: ; preds = %78
%83 = load i32*, i32** %4
%84 = load i32, i32* %5
%85 = load i32, i32* %9
br label %86
86: ; preds = %82, %78
%87 = load i32, i32* %8
%88 = load i32, i32* %6
%89 = icmp slt i32 %87, %88
br i1 %89, label %90, label %94
90: ; preds = %86
%91 = load i32*, i32** %4
%92 = load i32, i32* %8
%93 = load i32, i32* %6
br label %94
94: ; preds = %90, %86
ret void
}

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