int sort(int num_elems) {
  int a[num_elems];
  int i = 0;
  while (i < num_elems) {
    a[i] = num_elems - i - 21 - 10 - 1 - 1;
    i = i + 1;
  }
  i = 0;
  while (i < num_elems - 1) {
    int j = i + 1;
    while (j < num_elems) {
      if (a[i] > a[j]) {
        int tmp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = tmp;
      }
      j = j + 1;
    }
    i = i + 1;
  }
  return a[0];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1170 <sort+0x70>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%edx
sub    -0x1c(%rbp),%edx
sub    $0x15,%edx
sub    $0xa,%edx
sub    $0x1,%edx
sub    $0x1,%edx
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1139 <sort+0x39>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11f7 <sort+0xf7>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11e9 <sort+0xe9>
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rax
mov    (%rcx,%rax,4),%eax
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    11db <sort+0xdb>
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    %ecx,-0x24(%rbp)
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1191 <sort+0x91>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1177 <sort+0x77>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r9d
mov    %rsp,%r10
lea    0xf(,%r9,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r10
mov    %r10,%rsp
test   %edi,%edi
jle    127d <sort+0x17d>
cmp    $0x8,%edi
jae    1132 <sort+0x32>
xor    %edx,%edx
jmp    11fd <sort+0xfd>
lea    -0x21(%rdi),%eax
mov    %r9d,%edx
and    $0xfffffff8,%edx
movd   %eax,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
lea    -0x8(%rdx),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1287 <sort+0x187>
mov    %r8,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
movdqa 0xe95(%rip),%xmm1
xor    %esi,%esi
movdqa 0xe9b(%rip),%xmm2
movdqa 0xea3(%rip),%xmm3
movdqa 0xeab(%rip),%xmm4
movdqa 0xeb3(%rip),%xmm5
nopl   (%rax)
movdqa %xmm0,%xmm6
psubd  %xmm1,%xmm6
movdqa %xmm6,%xmm7
psubd  %xmm2,%xmm7
movdqa %xmm6,(%r10,%rsi,4)
movdqa %xmm7,0x10(%r10,%rsi,4)
movdqa %xmm6,%xmm7
psubd  %xmm3,%xmm7
psubd  %xmm4,%xmm6
movdqa %xmm7,0x20(%r10,%rsi,4)
movdqa %xmm6,0x30(%r10,%rsi,4)
add    $0x10,%rsi
paddd  %xmm5,%xmm1
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1190 <sort+0x90>
test   $0x1,%r8b
je     11f8 <sort+0xf8>
psubd  %xmm1,%xmm0
movdqa %xmm0,%xmm1
psubd  0xe25(%rip),%xmm1
movdqa %xmm0,(%r10,%rsi,4)
movdqa %xmm1,0x10(%r10,%rsi,4)
cmp    %r9,%rdx
je     1220 <sort+0x120>
mov    %edi,%eax
sub    %edx,%eax
add    $0xffffffdf,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %eax,(%r10,%rdx,4)
add    $0x1,%rdx
add    $0xffffffff,%eax
cmp    %rdx,%r9
jne    1210 <sort+0x110>
cmp    $0x2,%edi
jl     127d <sort+0x17d>
add    $0xffffffff,%edi
xor    %r8d,%r8d
mov    %r9,%r11
mov    %r10,%rsi
jmp    124d <sort+0x14d>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x4,%rsi
add    $0xffffffffffffffff,%r11
cmp    %rdi,%r8
je     127d <sort+0x17d>
mov    %r8,%rax
add    $0x1,%r8
cmp    %r9,%r8
jae    1240 <sort+0x140>
mov    $0x1,%ecx
jmp    1269 <sort+0x169>
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%r11
je     1240 <sort+0x140>
mov    (%r10,%rax,4),%edx
mov    (%rsi,%rcx,4),%ebx
cmp    %ebx,%edx
jle    1260 <sort+0x160>
mov    %ebx,(%r10,%rax,4)
mov    %edx,(%rsi,%rcx,4)
jmp    1260 <sort+0x160>
mov    (%r10),%eax
lea    -0x8(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %rbp
ret
movdqa 0xd71(%rip),%xmm1
xor    %esi,%esi
test   $0x1,%r8b
jne    11db <sort+0xdb>
jmp    11f8 <sort+0xf8>

LLVM IR (-O0):
define i32 @sort(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i64
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%8 = load i32, i32* %2
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %10, i8** %3
%11 = alloca i32, i64 %9
store i64 %9, i64* %4
store i32 0, i32* %5
br label %12
12: ; preds = %16, %1
%13 = load i32, i32* %5
%14 = load i32, i32* %2
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %29
16: ; preds = %12
%17 = load i32, i32* %2
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sub nsw i32 %17, %18
%20 = sub nsw i32 %19, 21
%21 = sub nsw i32 %20, 10
%22 = sub nsw i32 %21, 1
%23 = sub nsw i32 %22, 1
%24 = load i32, i32* %5
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %25
store i32 %23, i32* %26
%27 = load i32, i32* %5
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %5
br label %12
29: ; preds = %12
store i32 0, i32* %5
br label %30
30: ; preds = %71, %29
%31 = load i32, i32* %5
%32 = load i32, i32* %2
%33 = sub nsw i32 %32, 1
%34 = icmp slt i32 %31, %33
br i1 %34, label %35, label %74
35: ; preds = %30
%36 = load i32, i32* %5
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %6
br label %38
38: ; preds = %68, %35
%39 = load i32, i32* %6
%40 = load i32, i32* %2
%41 = icmp slt i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %71
42: ; preds = %38
%43 = load i32, i32* %5
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32, i32* %6
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = icmp sgt i32 %46, %50
br i1 %51, label %52, label %68
52: ; preds = %42
%53 = load i32, i32* %5
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
store i32 %56, i32* %7
%57 = load i32, i32* %6
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32, i32* %5
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %62
store i32 %60, i32* %63
%64 = load i32, i32* %7
%65 = load i32, i32* %6
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %66
store i32 %64, i32* %67
br label %68
68: ; preds = %52, %42
%69 = load i32, i32* %6
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %6
br label %38
71: ; preds = %38
%72 = load i32, i32* %5
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %5
br label %30
74: ; preds = %30
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 0
%76 = load i32, i32* %75
%77 = load i8*, i8** %3
ret i32 %76
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @sort(i32 %0) {
%2 = zext i32 %0 to i64
%3 = alloca i32, i64 %2
%4 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %4, label %5, label %94
5: ; preds = %1
%6 = add nsw i32 %0, -33
%7 = icmp ult i32 %0, 8
br i1 %7, label %59, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %2, 4294967288
%10 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %6, i64 0
%11 = shufflevector <4 x i32> %10, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%12 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %6, i64 0
%13 = shufflevector <4 x i32> %12, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%14 = add nsw i64 %9, -8
%15 = lshr exact i64 %14, 3
%16 = add nuw nsw i64 %15, 1
%17 = and i64 %16, 1
%18 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %18, label %45, label %19
19: ; preds = %8
%20 = and i64 %16, 4611686018427387902
br label %21
21: ; preds = %21, %19
%22 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %41, %21 ]
%23 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %19 ], [ %42, %21 ]
%24 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %43, %21 ]
%25 = add <4 x i32> %23, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%26 = sub <4 x i32> %11, %23
%27 = sub <4 x i32> %13, %25
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %22
%29 = bitcast i32* %28 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %26, <4 x i32>* %29
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 4
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %27, <4 x i32>* %31
%32 = or i64 %22, 8
%33 = add <4 x i32> %23, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%34 = add <4 x i32> %23, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%35 = sub <4 x i32> %11, %33
%36 = sub <4 x i32> %13, %34
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %32
%38 = bitcast i32* %37 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %35, <4 x i32>* %38
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 4
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %36, <4 x i32>* %40
%41 = add nuw i64 %22, 16
%42 = add <4 x i32> %23, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%43 = add i64 %24, 2
%44 = icmp eq i64 %43, %20
br i1 %44, label %45, label %21
45: ; preds = %21, %8
%46 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %41, %21 ]
%47 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %8 ], [ %42, %21 ]
%48 = icmp eq i64 %17, 0
br i1 %48, label %57, label %49
49: ; preds = %45
%50 = add <4 x i32> %47, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%51 = sub <4 x i32> %11, %47
%52 = sub <4 x i32> %13, %50
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %46
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %51, <4 x i32>* %54
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 4
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %52, <4 x i32>* %56
br label %57
57: ; preds = %45, %49
%58 = icmp eq i64 %9, %2
br i1 %58, label %61, label %59
59: ; preds = %5, %57
%60 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %57 ]
br label %67
61: ; preds = %67, %57
%62 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %62, label %63, label %94
63: ; preds = %61
%64 = add nsw i32 %0, -1
%65 = zext i32 %0 to i64
%66 = zext i32 %64 to i64
br label %77
67: ; preds = %59, %67
%68 = phi i64 [ %72, %67 ], [ %60, %59 ]
%69 = trunc i64 %68 to i32
%70 = sub i32 %6, %69
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %68
store i32 %70, i32* %71
%72 = add nuw nsw i64 %68, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %2
br i1 %73, label %61, label %67
74: ; preds = %91, %77
%75 = add nuw nsw i64 %79, 1
%76 = icmp eq i64 %80, %66
br i1 %76, label %94, label %77
77: ; preds = %63, %74
%78 = phi i64 [ 0, %63 ], [ %80, %74 ]
%79 = phi i64 [ 1, %63 ], [ %75, %74 ]
%80 = add nuw nsw i64 %78, 1
%81 = icmp ult i64 %80, %65
br i1 %81, label %82, label %74
82: ; preds = %77
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %78
br label %84
84: ; preds = %82, %91
%85 = phi i64 [ %79, %82 ], [ %92, %91 ]
%86 = load i32, i32* %83
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %85
%88 = load i32, i32* %87
%89 = icmp sgt i32 %86, %88
br i1 %89, label %90, label %91
90: ; preds = %84
store i32 %88, i32* %83
store i32 %86, i32* %87
br label %91
91: ; preds = %90, %84
%92 = add nuw nsw i64 %85, 1
%93 = icmp eq i64 %92, %2
br i1 %93, label %74, label %84
94: ; preds = %74, %1, %61
%95 = load i32, i32* %3
ret i32 %95
}