void quick_sort(int *array, int key, int last) {
  if (last - key < 1) {
    return;
  } else {
    int left = key + 1;
    int right = last;
    int keyvalue = array[key];
    while (left <= right) {
      if (array[left] < keyvalue) {
        left++;
      } else if (array[right] > keyvalue) {
        right--;
      } else {
        array[left] = array[left] - array[right];
        array[right] = array[right] + array[left];
        array[left] = array[right] - array[left];
      }
    }
    for (int i = key; i < left; i++) {
      array[i] = array[i + 1];
    }
    array[left - 1] = keyvalue;
    quick_sort(array, key, left - 2);
    quick_sort(array, left, 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    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jge    1136 <quick_sort+0x26>
jmp    127f <quick_sort+0x16f>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1210 <quick_sort+0x100>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1181 <quick_sort+0x71>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    120b <quick_sort+0xfb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jle    11a3 <quick_sort+0x93>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1206 <quick_sort+0xf6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    120b <quick_sort+0xfb>
jmp    1153 <quick_sort+0x43>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    124b <quick_sort+0x13b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1216 <quick_sort+0x106>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x2,%edx
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%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
cmp    %esi,%edx
jle    1299 <quick_sort+0x189>
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%r13d
mov    %rdi,%r15
lea    0x34(%rdi),%rax
mov    %rax,(%rsp)
jmp    115b <quick_sort+0x4b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r11d,-0x4(%r15,%r12,4)
lea    -0x2(%r12),%edx
mov    %r15,%rdi
call   1030 <quick_sort@plt>
cmp    %r14d,%r12d
jge    1299 <quick_sort+0x189>
mov    %r13d,%esi
lea    0x1(%rsi),%r13d
movslq %esi,%rcx
mov    (%r15,%rcx,4),%r11d
mov    %r14d,%edx
cmp    %r14d,%ecx
jl     124d <quick_sort+0x13d>
movslq %r13d,%r12
cmp    %r13d,%esi
jge    1140 <quick_sort+0x30>
mov    %r12,%r10
sub    %rcx,%r10
cmp    $0x8,%r10
jb     1220 <quick_sort+0x110>
mov    %r10,%r8
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
lea    -0x8(%r8),%rax
mov    %rax,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
test   %rax,%rax
je     1288 <quick_sort+0x178>
mov    %r9,%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
mov    (%rsp),%rax
lea    (%rax,%rcx,4),%rax
xor    %edi,%edi
nopl   (%rax)
movups -0x30(%rax,%rdi,4),%xmm0
movups -0x20(%rax,%rdi,4),%xmm1
movups -0x10(%rax,%rdi,4),%xmm2
movups (%rax,%rdi,4),%xmm3
movups %xmm0,-0x34(%rax,%rdi,4)
movups %xmm1,-0x24(%rax,%rdi,4)
movups %xmm2,-0x14(%rax,%rdi,4)
movups %xmm3,-0x4(%rax,%rdi,4)
add    $0x10,%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
jne    11c0 <quick_sort+0xb0>
test   $0x1,%r9b
je     1211 <quick_sort+0x101>
add    %rcx,%rdi
movups 0x4(%r15,%rdi,4),%xmm0
movups 0x14(%r15,%rdi,4),%xmm1
movups %xmm0,(%r15,%rdi,4)
movups %xmm1,0x10(%r15,%rdi,4)
cmp    %r8,%r10
je     1140 <quick_sort+0x30>
add    %r8,%rcx
nopl   (%rax)
mov    0x4(%r15,%rcx,4),%eax
mov    %eax,(%r15,%rcx,4)
lea    0x1(%rcx),%rax
mov    %rax,%rcx
cmp    %rax,%r12
jne    1220 <quick_sort+0x110>
jmp    1140 <quick_sort+0x30>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r13d
cmp    %edx,%r13d
jg     1175 <quick_sort+0x65>
movslq %r13d,%rax
mov    (%r15,%rax,4),%edi
cmp    %r11d,%edi
jl     1240 <quick_sort+0x130>
movslq %edx,%rbp
mov    (%r15,%rbp,4),%ebx
cmp    %r11d,%ebx
jle    1270 <quick_sort+0x160>
add    $0xffffffff,%edx
jmp    1244 <quick_sort+0x134>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
sub    %ebx,%edi
mov    %edi,(%r15,%rax,4)
add    (%r15,%rbp,4),%edi
mov    %edi,(%r15,%rbp,4)
sub    (%r15,%rax,4),%edi
mov    %edi,(%r15,%rax,4)
jmp    1244 <quick_sort+0x134>
xor    %edi,%edi
test   $0x1,%r9b
jne    11f7 <quick_sort+0xe7>
jmp    1211 <quick_sort+0x101>
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* %6
%12 = load i32, i32* %5
%13 = sub nsw i32 %11, %12
%14 = icmp slt i32 %13, 1
br i1 %14, label %15, label %16
15: ; preds = %3
br label %133
16: ; preds = %3
%17 = load i32, i32* %5
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %7
%19 = load i32, i32* %6
store i32 %19, i32* %8
%20 = load i32*, i32** %4
%21 = load i32, i32* %5
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
store i32 %24, i32* %9
br label %25
25: ; preds = %98, %16
%26 = load i32, i32* %7
%27 = load i32, i32* %8
%28 = icmp sle i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %99
29: ; preds = %25
%30 = load i32*, i32** %4
%31 = load i32, i32* %7
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = load i32, i32* %9
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %40
37: ; preds = %29
%38 = load i32, i32* %7
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %7
br label %98
40: ; preds = %29
%41 = load i32*, i32** %4
%42 = load i32, i32* %8
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = load i32, i32* %9
%47 = icmp sgt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %51
48: ; preds = %40
%49 = load i32, i32* %8
%50 = add nsw i32 %49, -1
store i32 %50, i32* %8
br label %97
51: ; preds = %40
%52 = load i32*, i32** %4
%53 = load i32, i32* %7
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = load i32*, i32** %4
%58 = load i32, i32* %8
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = sub nsw i32 %56, %61
%63 = load i32*, i32** %4
%64 = load i32, i32* %7
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %65
store i32 %62, i32* %66
%67 = load i32*, i32** %4
%68 = load i32, i32* %8
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32*, i32** %4
%73 = load i32, i32* %7
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = add nsw i32 %71, %76
%78 = load i32*, i32** %4
%79 = load i32, i32* %8
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
store i32 %77, i32* %81
%82 = load i32*, i32** %4
%83 = load i32, i32* %8
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = load i32*, i32** %4
%88 = load i32, i32* %7
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = sub nsw i32 %86, %91
%93 = load i32*, i32** %4
%94 = load i32, i32* %7
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 %95
store i32 %92, i32* %96
br label %97
97: ; preds = %51, %48
br label %98
98: ; preds = %97, %37
br label %25
99: ; preds = %25
%100 = load i32, i32* %5
store i32 %100, i32* %10
br label %101
101: ; preds = %116, %99
%102 = load i32, i32* %10
%103 = load i32, i32* %7
%104 = icmp slt i32 %102, %103
br i1 %104, label %105, label %119
105: ; preds = %101
%106 = load i32*, i32** %4
%107 = load i32, i32* %10
%108 = add nsw i32 %107, 1
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 %109
%111 = load i32, i32* %110
%112 = load i32*, i32** %4
%113 = load i32, i32* %10
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 %114
store i32 %111, i32* %115
br label %116
116: ; preds = %105
%117 = load i32, i32* %10
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %10
br label %101
119: ; preds = %101
%120 = load i32, i32* %9
%121 = load i32*, i32** %4
%122 = load i32, i32* %7
%123 = sub nsw i32 %122, 1
%124 = sext i32 %123 to i64
%125 = getelementptr inbounds i32, i32* %121, i64 %124
store i32 %120, i32* %125
%126 = load i32*, i32** %4
%127 = load i32, i32* %5
%128 = load i32, i32* %7
%129 = sub nsw i32 %128, 2
%130 = load i32*, i32** %4
%131 = load i32, i32* %7
%132 = load i32, i32* %6
br label %133
133: ; preds = %15, %119
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @quick_sort(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, %1
br i1 %4, label %5, label %119
5: ; preds = %3, %106
%6 = phi i32 [ %13, %106 ], [ %1, %3 ]
%7 = add nsw i32 %6, 1
%8 = sext i32 %6 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%10 = load i32, i32* %9
%11 = icmp slt i32 %6, %2
br i1 %11, label %80, label %12
12: ; preds = %102, %5
%13 = phi i32 [ %7, %5 ], [ %104, %102 ]
%14 = icmp slt i32 %6, %13
br i1 %14, label %15, label %106
15: ; preds = %12
%16 = sext i32 %13 to i64
%17 = sub nsw i64 %16, %8
%18 = icmp ult i64 %17, 8
br i1 %18, label %78, label %19
19: ; preds = %15
%20 = and i64 %17, -8
%21 = add nsw i64 %20, %8
%22 = add nsw i64 %20, -8
%23 = lshr exact i64 %22, 3
%24 = add nuw nsw i64 %23, 1
%25 = and i64 %24, 1
%26 = icmp eq i64 %22, 0
br i1 %26, label %60, label %27
27: ; preds = %19
%28 = and i64 %24, 4611686018427387902
br label %29
29: ; preds = %29, %27
%30 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %57, %29 ]
%31 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %58, %29 ]
%32 = add i64 %30, %8
%33 = add nsw i64 %32, 1
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%35 = bitcast i32* %34 to <4 x i32>*
%36 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %35
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 4
%38 = bitcast i32* %37 to <4 x i32>*
%39 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %38
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%41 = bitcast i32* %40 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %36, <4 x i32>* %41
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 4
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %39, <4 x i32>* %43
%44 = or i64 %30, 8
%45 = add i64 %44, %8
%46 = add nsw i64 %45, 1
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%48 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
%49 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %48
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 4
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
%52 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %51
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %49, <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
%57 = add nuw i64 %30, 16
%58 = add i64 %31, 2
%59 = icmp eq i64 %58, %28
br i1 %59, label %60, label %29
60: ; preds = %29, %19
%61 = phi i64 [ 0, %19 ], [ %57, %29 ]
%62 = icmp eq i64 %25, 0
br i1 %62, label %76, label %63
63: ; preds = %60
%64 = add i64 %61, %8
%65 = add nsw i64 %64, 1
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %65
%67 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
%68 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %67
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 4
%70 = bitcast i32* %69 to <4 x i32>*
%71 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %70
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %64
%73 = bitcast i32* %72 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %68, <4 x i32>* %73
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 4
%75 = bitcast i32* %74 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %71, <4 x i32>* %75
br label %76
76: ; preds = %60, %63
%77 = icmp eq i64 %17, %20
br i1 %77, label %106, label %78
78: ; preds = %15, %76
%79 = phi i64 [ %8, %15 ], [ %21, %76 ]
br label %112
80: ; preds = %5, %102
%81 = phi i32 [ %104, %102 ], [ %7, %5 ]
%82 = phi i32 [ %103, %102 ], [ %2, %5 ]
%83 = sext i32 %81 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = icmp slt i32 %85, %10
br i1 %86, label %87, label %89
87: ; preds = %80
%88 = add nsw i32 %81, 1
br label %102
89: ; preds = %80
%90 = sext i32 %82 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = icmp sgt i32 %92, %10
br i1 %93, label %94, label %96
94: ; preds = %89
%95 = add nsw i32 %82, -1
br label %102
96: ; preds = %89
%97 = sub nsw i32 %85, %92
store i32 %97, i32* %84
%98 = load i32, i32* %91
%99 = add nsw i32 %98, %97
store i32 %99, i32* %91
%100 = load i32, i32* %84
%101 = sub nsw i32 %99, %100
store i32 %101, i32* %84
br label %102
102: ; preds = %94, %96, %87
%103 = phi i32 [ %82, %87 ], [ %95, %94 ], [ %82, %96 ]
%104 = phi i32 [ %88, %87 ], [ %81, %94 ], [ %81, %96 ]
%105 = icmp sgt i32 %104, %103
br i1 %105, label %12, label %80
106: ; preds = %112, %76, %12
%107 = add nsw i32 %13, -1
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %108
store i32 %10, i32* %109
%110 = add nsw i32 %13, -2
tail call void @quick_sort(i32* %0, i32 %6, i32 %110)
%111 = icmp slt i32 %13, %2
br i1 %111, label %5, label %119
112: ; preds = %78, %112
%113 = phi i64 [ %114, %112 ], [ %79, %78 ]
%114 = add nsw i64 %113, 1
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %114
%116 = load i32, i32* %115
%117 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %113
store i32 %116, i32* %117
%118 = icmp eq i64 %114, %16
br i1 %118, label %106, label %112
119: ; preds = %106, %3
ret void
}