void quick_sort(int n, int *array) {
  int i, j, p;
  if (n < 2)
    return;
  p = array[n / 2];
  for (i = 0, j = n - 1;; i++, j--) {
    while (array[i++] < p)
      ;
    while (p < array[j--])
      ;
    if (--i >= ++j)
      break;
    array[i] = array[i] + array[j];
    array[j] = array[i] - array[j];
    array[i] = array[i] - array[j];
  }
  quick_sort(i, array);
  quick_sort(n - i, array + i);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<quick_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x4(%rbp)
jge    112e <quick_sort+0x1e>
jmp    126f <quick_sort+0x15f>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x4(%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,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1165 <quick_sort+0x55>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1188 <quick_sort+0x78>
jmp    1165 <quick_sort+0x55>
jmp    118d <quick_sort+0x7d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    %edx,%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11b0 <quick_sort+0xa0>
jmp    118d <quick_sort+0x7d>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
cmp    %ecx,%eax
jl     11cf <quick_sort+0xbf>
jmp    1249 <quick_sort+0x139>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
add    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1160 <quick_sort+0x50>
mov    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    -0x4(%rbp),%edi
sub    -0x14(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
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
cmp    $0x2,%edi
jge    112f <quick_sort+0x1f>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %rsi,%r15
jmp    116e <quick_sort+0x5e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    (%r12,%rbx,1),%edi
add    $0xffffffff,%edi
mov    %r15,%rsi
call   1030 <quick_sort@plt>
mov    (%rsp),%rdi
sub    %r12d,%edi
sub    %ebx,%edi
add    $0x1,%edi
movslq %r12d,%rax
lea    (%r15,%rax,4),%r15
sub    %r13,%r15
add    $0xfffffffffffffffc,%r15
cmp    $0x1,%edi
jle    1120 <quick_sort+0x10>
mov    %edi,%eax
shr    %eax
mov    (%r15,%rax,4),%eax
mov    %rdi,(%rsp)
lea    -0x1(%rdi),%ecx
lea    -0x4(%r15),%r8
lea    0x4(%r15),%r9
xor    %r12d,%r12d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %r12d,%r10
lea    (%r8,%r10,4),%r11
xor    %r13d,%r13d
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax)
mov    0x4(%r11,%rbx,4),%esi
add    $0x1,%rbx
add    $0xfffffffffffffffc,%r13
cmp    %eax,%esi
jl     11a0 <quick_sort+0x90>
movslq %ecx,%rdx
add    %rbx,%r10
lea    (%r9,%rdx,4),%rdi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x4(%rdi),%edx
add    $0xfffffffffffffffc,%rdi
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    %edx,%eax
jl     11c0 <quick_sort+0xb0>
lea    (%r12,%rbx,1),%ebp
add    $0xffffffff,%ebp
lea    0x1(%rcx),%r14d
cmp    %r14d,%ebp
jge    1140 <quick_sort+0x30>
add    %esi,%edx
mov    %edx,(%r11,%rbx,4)
sub    (%rdi),%edx
mov    %edx,(%rdi)
mov    (%r11,%rbx,4),%esi
sub    %edx,%esi
mov    %esi,(%r11,%rbx,4)
mov    %r10,%r12
jmp    1190 <quick_sort+0x80>

LLVM IR (-O0):
define void @quick_sort(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32* %1, i32** %4
%8 = load i32, i32* %3
%9 = icmp slt i32 %8, 2
br i1 %9, label %10, label %11
10: ; preds = %2
br label %110
11: ; preds = %2
%12 = load i32*, i32** %4
%13 = load i32, i32* %3
%14 = sdiv i32 %13, 2
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
store i32 %17, i32* %7
store i32 0, i32* %5
%18 = load i32, i32* %3
%19 = sub nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %6
br label %20
20: ; preds = %95, %11
br label %21
21: ; preds = %30, %20
%22 = load i32*, i32** %4
%23 = load i32, i32* %5
%24 = add nsw i32 %23, 1
store i32 %24, i32* %5
%25 = sext i32 %23 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = load i32, i32* %7
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %31
30: ; preds = %21
br label %21
31: ; preds = %21
br label %32
32: ; preds = %41, %31
%33 = load i32, i32* %7
%34 = load i32*, i32** %4
%35 = load i32, i32* %6
%36 = add nsw i32 %35, -1
store i32 %36, i32* %6
%37 = sext i32 %35 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = icmp slt i32 %33, %39
br i1 %40, label %41, label %42
41: ; preds = %32
br label %32
42: ; preds = %32
%43 = load i32, i32* %5
%44 = add nsw i32 %43, -1
store i32 %44, i32* %5
%45 = load i32, i32* %6
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %6
%47 = icmp sge i32 %44, %46
br i1 %47, label %48, label %49
48: ; preds = %42
br label %100
49: ; preds = %42
%50 = load i32*, i32** %4
%51 = load i32, i32* %5
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = load i32*, i32** %4
%56 = load i32, i32* %6
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = add nsw i32 %54, %59
%61 = load i32*, i32** %4
%62 = load i32, i32* %5
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
store i32 %60, i32* %64
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %5
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = load i32*, i32** %4
%71 = load i32, i32* %6
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = sub nsw i32 %69, %74
%76 = load i32*, i32** %4
%77 = load i32, i32* %6
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
store i32 %75, i32* %79
%80 = load i32*, i32** %4
%81 = load i32, i32* %5
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = load i32*, i32** %4
%86 = load i32, i32* %6
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = sub nsw i32 %84, %89
%91 = load i32*, i32** %4
%92 = load i32, i32* %5
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %93
store i32 %90, i32* %94
br label %95
95: ; preds = %49
%96 = load i32, i32* %5
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %5
%98 = load i32, i32* %6
%99 = add nsw i32 %98, -1
store i32 %99, i32* %6
br label %20
100: ; preds = %48
%101 = load i32, i32* %5
%102 = load i32*, i32** %4
%103 = load i32, i32* %3
%104 = load i32, i32* %5
%105 = sub nsw i32 %103, %104
%106 = load i32*, i32** %4
%107 = load i32, i32* %5
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 %108
br label %110
110: ; preds = %100, %10
ret void
}

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