void radix_sort(int *from, int *to, int bit) {
  if (!bit || to < from + 1)
    return;
  int *ll = from, *rr = to - 1;
  while (1) {
    while (ll < rr && !(*ll & bit))
      ll++;
    while (ll < rr && (*rr & bit))
      rr--;
    if (ll >= rr)
      break;
    int temp = *ll;
    *ll = *rr;
    *rr = temp;
  }
  if (!(bit & *ll) && ll < to)
    ll++;
  bit >>= 1;
  radix_sort(from, ll, bit);
  radix_sort(ll, to, bit);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<radix_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
je     1142 <radix_sort+0x32>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    1147 <radix_sort+0x37>
jmp    127e <radix_sort+0x16e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1160 <radix_sort+0x50>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x2d(%rbp)
jae    1187 <radix_sort+0x77>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
xor    $0xff,%al
mov    %al,-0x2d(%rbp)
mov    -0x2d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1197 <radix_sort+0x87>
jmp    11a8 <radix_sort+0x98>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1160 <radix_sort+0x50>
jmp    11ad <radix_sort+0x9d>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x2e(%rbp)
jae    11d2 <radix_sort+0xc2>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
and    -0x14(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
mov    %al,-0x2e(%rbp)
mov    -0x2e(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11e2 <radix_sort+0xd2>
jmp    11f3 <radix_sort+0xe3>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11ad <radix_sort+0x9d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jb     1206 <radix_sort+0xf6>
jmp    1229 <radix_sort+0x119>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    115b <radix_sort+0x4b>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
and    (%rcx),%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    1255 <radix_sort+0x145>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    1255 <radix_sort+0x145>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1030 <radix_sort@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1030 <radix_sort@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<radix_sort>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %edx,%edx
je     11c0 <radix_sort+0xb0>
mov    %rsi,%r14
lea    0x4(%rdi),%rax
cmp    %rsi,%rax
ja     11c0 <radix_sort+0xb0>
mov    %edx,%ebp
lea    -0x4(%r14),%rax
mov    %rax,(%rsp)
nopl   (%rax)
mov    %rdi,%rbx
mov    (%rsp),%rax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %rax,%rbx
jae    1164 <radix_sort+0x54>
test   %ebp,(%rbx)
jne    1164 <radix_sort+0x54>
add    $0x4,%rbx
jmp    1150 <radix_sort+0x40>
nop
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
cmp    %rax,%rbx
jae    1180 <radix_sort+0x70>
mov    (%rax),%ecx
test   %ebp,%ecx
jne    1160 <radix_sort+0x50>
mov    (%rbx),%edx
mov    %ecx,(%rbx)
mov    %edx,(%rax)
jmp    1150 <radix_sort+0x40>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rbx),%eax
and    %ebp,%eax
sete   %al
cmp    %r14,%rbx
setb   %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%r12d
lea    (%rbx,%r12,4),%r15
mov    %ebp,%r13d
sar    %r13d
mov    %r15,%rsi
mov    %r13d,%edx
call   1030 <radix_sort@plt>
cmp    $0x2,%ebp
jb     11c0 <radix_sort+0xb0>
lea    (%rbx,%r12,4),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %r13d,%ebp
mov    %r15,%rdi
cmp    %r14,%rax
jbe    1140 <radix_sort+0x30>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @radix_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
store i32* %0, i32** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = load i32, i32* %6
%11 = icmp ne i32 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %17
12: ; preds = %3
%13 = load i32*, i32** %5
%14 = load i32*, i32** %4
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 1
%16 = icmp ult i32* %13, %15
br i1 %16, label %17, label %18
17: ; preds = %12, %3
br label %90
18: ; preds = %12
%19 = load i32*, i32** %4
store i32* %19, i32** %7
%20 = load i32*, i32** %5
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 -1
store i32* %21, i32** %8
br label %22
22: ; preds = %18, %60
br label %23
23: ; preds = %36, %22
%24 = load i32*, i32** %7
%25 = load i32*, i32** %8
%26 = icmp ult i32* %24, %25
br i1 %26, label %27, label %34
27: ; preds = %23
%28 = load i32*, i32** %7
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %6
%31 = and i32 %29, %30
%32 = icmp ne i32 %31, 0
%33 = xor i1 %32, true
br label %34
34: ; preds = %27, %23
%35 = phi i1 [ false, %23 ], [ %33, %27 ]
br i1 %35, label %36, label %39
36: ; preds = %34
%37 = load i32*, i32** %7
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i32 1
store i32* %38, i32** %7
br label %23
39: ; preds = %34
br label %40
40: ; preds = %52, %39
%41 = load i32*, i32** %7
%42 = load i32*, i32** %8
%43 = icmp ult i32* %41, %42
br i1 %43, label %44, label %50
44: ; preds = %40
%45 = load i32*, i32** %8
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32, i32* %6
%48 = and i32 %46, %47
%49 = icmp ne i32 %48, 0
br label %50
50: ; preds = %44, %40
%51 = phi i1 [ false, %40 ], [ %49, %44 ]
br i1 %51, label %52, label %55
52: ; preds = %50
%53 = load i32*, i32** %8
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i32 -1
store i32* %54, i32** %8
br label %40
55: ; preds = %50
%56 = load i32*, i32** %7
%57 = load i32*, i32** %8
%58 = icmp uge i32* %56, %57
br i1 %58, label %59, label %60
59: ; preds = %55
br label %68
60: ; preds = %55
%61 = load i32*, i32** %7
%62 = load i32, i32* %61
store i32 %62, i32* %9
%63 = load i32*, i32** %8
%64 = load i32, i32* %63
%65 = load i32*, i32** %7
store i32 %64, i32* %65
%66 = load i32, i32* %9
%67 = load i32*, i32** %8
store i32 %66, i32* %67
br label %22
68: ; preds = %59
%69 = load i32, i32* %6
%70 = load i32*, i32** %7
%71 = load i32, i32* %70
%72 = and i32 %69, %71
%73 = icmp ne i32 %72, 0
br i1 %73, label %81, label %74
74: ; preds = %68
%75 = load i32*, i32** %7
%76 = load i32*, i32** %5
%77 = icmp ult i32* %75, %76
br i1 %77, label %78, label %81
78: ; preds = %74
%79 = load i32*, i32** %7
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i32 1
store i32* %80, i32** %7
br label %81
81: ; preds = %78, %74, %68
%82 = load i32, i32* %6
%83 = ashr i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %6
%84 = load i32*, i32** %4
%85 = load i32*, i32** %7
%86 = load i32, i32* %6
%87 = load i32*, i32** %7
%88 = load i32*, i32** %5
%89 = load i32, i32* %6
br label %90
90: ; preds = %81, %17
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @radix_sort(i32* %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = icmp eq i32 %2, 0
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 1
%6 = icmp ugt i32* %5, %1
%7 = select i1 %4, i1 true, i1 %6
br i1 %7, label %51, label %8
8: ; preds = %3
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 -1
br label %10
10: ; preds = %8, %38
%11 = phi i32 [ %2, %8 ], [ %46, %38 ]
%12 = phi i32* [ %0, %8 ], [ %45, %38 ]
br label %13
13: ; preds = %36, %10
%14 = phi i32* [ %12, %10 ], [ %26, %36 ]
%15 = phi i32* [ %9, %10 ], [ %29, %36 ]
%16 = icmp ult i32* %14, %15
br i1 %16, label %17, label %25
17: ; preds = %13, %22
%18 = phi i32* [ %23, %22 ], [ %14, %13 ]
%19 = load i32, i32* %18
%20 = and i32 %19, %11
%21 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %25
22: ; preds = %17
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 1
%24 = icmp ult i32* %23, %15
br i1 %24, label %17, label %25
25: ; preds = %17, %22, %13
%26 = phi i32* [ %14, %13 ], [ %23, %22 ], [ %18, %17 ]
%27 = icmp ult i32* %26, %15
br i1 %27, label %28, label %38
28: ; preds = %25, %33
%29 = phi i32* [ %34, %33 ], [ %15, %25 ]
%30 = load i32, i32* %29
%31 = and i32 %30, %11
%32 = icmp eq i32 %31, 0
br i1 %32, label %36, label %33
33: ; preds = %28
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 -1
%35 = icmp ult i32* %26, %34
br i1 %35, label %28, label %38
36: ; preds = %28
%37 = load i32, i32* %26
store i32 %30, i32* %26
store i32 %37, i32* %29
br label %13
38: ; preds = %25, %33
%39 = load i32, i32* %26
%40 = and i32 %39, %11
%41 = icmp eq i32 %40, 0
%42 = icmp ult i32* %26, %1
%43 = and i1 %41, %42
%44 = zext i1 %43 to i64
%45 = getelementptr i32, i32* %26, i64 %44
%46 = ashr i32 %11, 1
tail call void @radix_sort(i32* %12, i32* %45, i32 %46)
%47 = icmp ult i32 %11, 2
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 1
%49 = icmp ugt i32* %48, %1
%50 = select i1 %47, i1 true, i1 %49
br i1 %50, label %51, label %10
51: ; preds = %38, %3
ret void
}