int split(int a[], int low, int high) {
  int part_element = a[low];
  while (1) {
    while (low < high && part_element <= a[high]) {
      high -= 1;
    }
    if (low >= high) {
      break;
    }
    a[low] = a[high];
    low += 1;
    while (low < high && a[low] <= part_element) {
      low += 1;
    }
    if (low >= high) {
      break;
    }
    a[high] = a[low];
    high -= 1;
  }
  a[high] = part_element;
  return high;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<split>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1121 <split+0x21>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jge    1146 <split+0x46>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x15(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1156 <split+0x56>
jmp    1164 <split+0x64>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1121 <split+0x21>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     1175 <split+0x75>
jmp    120c <split+0x10c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x16(%rbp)
jge    11b9 <split+0xb9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x16(%rbp)
mov    -0x16(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11c9 <split+0xc9>
jmp    11d7 <split+0xd7>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1194 <split+0x94>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jl     11e8 <split+0xe8>
jmp    120c <split+0x10c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    111c <split+0x1c>
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<split>:
push   %rbx
movslq %esi,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%r11d
cmp    %edx,%eax
jge    11b3 <split+0xb3>
movabs $0x100000000,%r8
movabs $0xffffffff00000000,%r9
ff ff ff
movslq %edx,%rax
movslq %esi,%rcx
mov    %rax,%rdx
shl    $0x20,%rdx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    (%rdi,%rax,4),%r11d
jg     1160 <split+0x60>
add    $0xffffffffffffffff,%rax
add    %r9,%rdx
cmp    %rcx,%rax
jg     1140 <split+0x40>
jmp    11b1 <split+0xb1>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %rdx,%r10
sar    $0x20,%r10
sar    $0x1e,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,1),%edx
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
mov    %rcx,%rdx
shl    $0x20,%rdx
add    $0x1,%rcx
nopl   0x0(%rax)
cmp    %r10,%rcx
jge    11b1 <split+0xb1>
add    %r8,%rdx
add    $0x1,%esi
lea    0x1(%rcx),%rbx
cmp    %r11d,(%rdi,%rcx,4)
mov    %rbx,%rcx
jle    1180 <split+0x80>
sar    $0x1e,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,1),%ecx
mov    %ecx,(%rdi,%r10,4)
lea    -0x1(%rax),%edx
cmp    %esi,%edx
jg     1124 <split+0x24>
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,%edx
movslq %edx,%rax
mov    %r11d,(%rdi,%rax,4)
pop    %rbx
ret

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

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