#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ printA(int *, int);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int *);
void partition(int a[], int lo, int hi) {
  int i = lo + 1;
  int j = hi;
  int left = lo;
  int right = lo;
  int pivot = a[lo];
  if (hi - lo < 1)
    return;
  printA(a + lo, hi - lo + 1);
  while (1) {
    for (; i <= j; i++) {
      if (a[i] < pivot) {
        swap(a + i, a + left);
        left += 1;
        right += 1;
      } else if (a[i] == pivot) {
        right += 1;
      } else {
        break;
      }
    }
    for (; j >= i; j--) {
      if (a[j] < pivot) {
        break;
      } else if (a[j] == pivot) {
        right += 1;
        break;
      }
    }
    if (i >= j)
      break;
    swap(a + i, a + j);
    j--;
  }
  printA(a + lo, hi - lo + 1);
  partition(a, lo, left - 1);
  partition(a, right + 1, hi);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jge    117f <partition+0x4f>
jmp    1321 <partition+0x1f1>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
sub    -0xc(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
call   1040 <printA@plt>
jmp    11a1 <partition+0x71>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     123a <partition+0x10a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    11fb <partition+0xcb>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1050 <swap@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1227 <partition+0xf7>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jne    121d <partition+0xed>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1222 <partition+0xf2>
jmp    123a <partition+0x10a>
jmp    1227 <partition+0xf7>
jmp    122c <partition+0xfc>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11a1 <partition+0x71>
jmp    123f <partition+0x10f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jl     129e <partition+0x16e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1264 <partition+0x134>
jmp    129e <partition+0x16e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jne    1286 <partition+0x156>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    129e <partition+0x16e>
jmp    128b <partition+0x15b>
jmp    1290 <partition+0x160>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    123f <partition+0x10f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     12af <partition+0x17f>
jmp    12e0 <partition+0x1b0>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1050 <swap@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    119c <partition+0x6c>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
sub    -0xc(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
call   1040 <printA@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <partition@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <partition@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x38,%rsp
mov    %esi,%ebp
mov    %edx,%esi
sub    %ebp,%esi
jle    12ce <partition+0x19e>
mov    %edx,%ebx
mov    %rdi,%r14
mov    %edx,0x14(%rsp)
mov    %rdi,0x8(%rsp)
jmp    1195 <partition+0x65>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x30(%rsp),%rdi
mov    0x18(%rsp),%esi
call   1040 <printA@plt>
add    $0xffffffff,%ebp
mov    %r14,%rdi
mov    0x1c(%rsp),%esi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <partition@plt>
add    $0x1,%r12d
mov    0x14(%rsp),%ebx
mov    %ebx,%esi
mov    %r12d,%ebp
sub    %r12d,%esi
jle    12ce <partition+0x19e>
movslq %ebp,%r13
lea    (%r14,%r13,4),%rdi
mov    (%r14,%r13,4),%r15d
add    $0x1,%r13d
add    $0x1,%esi
mov    %rdi,0x30(%rsp)
mov    %esi,0x18(%rsp)
call   1040 <printA@plt>
mov    %r15d,%esi
mov    %ebp,%eax
mov    %ebp,0x1c(%rsp)
mov    %ebp,%r12d
mov    %r15d,0x4(%rsp)
cmp    %ebx,%r13d
jg     1258 <partition+0x128>
nop
movslq %r13d,%r15
movslq %ebx,%rax
lea    (%r12,%rbx,1),%ecx
sub    %r13d,%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,0x24(%rsp)
mov    %rbx,0x28(%rsp)
lea    0x1(%rbx),%ecx
mov    %ecx,0x20(%rsp)
lea    (%r14,%r15,4),%r14
add    $0xffffffffffffffff,%r15
jmp    1236 <partition+0x106>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %ebp,%rbp
mov    %rax,%rbx
mov    0x8(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rbp,4),%rsi
mov    %r14,%rdi
call   1050 <swap@plt>
mov    %rbx,%rax
mov    0x4(%rsp),%esi
add    $0x1,%ebp
add    $0x1,%r12d
add    $0x1,%r13d
add    $0x1,%r15
add    $0x4,%r14
cmp    %rax,%r15
jge    1240 <partition+0x110>
cmp    %esi,(%r14)
jl     1200 <partition+0xd0>
je     1221 <partition+0xf1>
jmp    124e <partition+0x11e>
nop
mov    0x24(%rsp),%eax
mov    %eax,%r12d
mov    0x20(%rsp),%eax
mov    %eax,%r13d
mov    0x8(%rsp),%r14
mov    0x28(%rsp),%rbx
movslq %r13d,%rax
cmp    %r13d,%ebx
jl     1290 <partition+0x160>
movslq %ebx,%rcx
lea    -0x1(%r13),%edx
add    $0x1,%rcx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %esi,-0x4(%r14,%rcx,4)
jl     1290 <partition+0x160>
je     12c0 <partition+0x190>
add    $0xffffffff,%ebx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    %rax,%rcx
jg     1270 <partition+0x140>
mov    %edx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %ebx,%r13d
jge    1160 <partition+0x30>
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
movslq %ebx,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%rsi
call   1050 <swap@plt>
mov    0x4(%rsp),%esi
add    $0xffffffff,%ebx
cmp    %ebx,%r13d
jle    11d0 <partition+0xa0>
jmp    1258 <partition+0x128>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r12d
cmp    %ebx,%r13d
jl     1299 <partition+0x169>
jmp    1160 <partition+0x30>
add    $0x38,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @partition(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
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%12 = load i32, i32* %5
%13 = add nsw i32 %12, 1
store i32 %13, i32* %7
%14 = load i32, i32* %6
store i32 %14, i32* %8
%15 = load i32, i32* %5
store i32 %15, i32* %9
%16 = load i32, i32* %5
store i32 %16, i32* %10
%17 = load i32*, i32** %4
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
store i32 %21, i32* %11
%22 = load i32, i32* %6
%23 = load i32, i32* %5
%24 = sub nsw i32 %22, %23
%25 = icmp slt i32 %24, 1
br i1 %25, label %26, label %27
26: ; preds = %3
br label %146
27: ; preds = %3
%28 = load i32*, i32** %4
%29 = load i32, i32* %5
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %6
%33 = load i32, i32* %5
%34 = sub nsw i32 %32, %33
%35 = add nsw i32 %34, 1
%36 = call i32 @printA(i32* %31, i32 %35)
br label %37
37: ; preds = %27, %116
br label %38
38: ; preds = %78, %37
%39 = load i32, i32* %7
%40 = load i32, i32* %8
%41 = icmp sle i32 %39, %40
br i1 %41, label %42, label %81
42: ; preds = %38
%43 = load i32*, i32** %4
%44 = load i32, i32* %7
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32, i32* %11
%49 = icmp slt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %64
50: ; preds = %42
%51 = load i32*, i32** %4
%52 = load i32, i32* %7
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = load i32*, i32** %4
%56 = load i32, i32* %9
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
%59 = call i32 @swap(i32* %54, i32* %58)
%60 = load i32, i32* %9
%61 = add nsw i32 %60, 1
store i32 %61, i32* %9
%62 = load i32, i32* %10
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %10
br label %77
64: ; preds = %42
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %7
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = load i32, i32* %11
%71 = icmp eq i32 %69, %70
br i1 %71, label %72, label %75
72: ; preds = %64
%73 = load i32, i32* %10
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %10
br label %76
75: ; preds = %64
br label %81
76: ; preds = %72
br label %77
77: ; preds = %76, %50
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %7
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %7
br label %38
81: ; preds = %75, %38
br label %82
82: ; preds = %108, %81
%83 = load i32, i32* %8
%84 = load i32, i32* %7
%85 = icmp sge i32 %83, %84
br i1 %85, label %86, label %111
86: ; preds = %82
%87 = load i32*, i32** %4
%88 = load i32, i32* %8
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = load i32, i32* %11
%93 = icmp slt i32 %91, %92
br i1 %93, label %94, label %95
94: ; preds = %86
br label %111
95: ; preds = %86
%96 = load i32*, i32** %4
%97 = load i32, i32* %8
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %98
%100 = load i32, i32* %99
%101 = load i32, i32* %11
%102 = icmp eq i32 %100, %101
br i1 %102, label %103, label %106
103: ; preds = %95
%104 = load i32, i32* %10
%105 = add nsw i32 %104, 1
store i32 %105, i32* %10
br label %111
106: ; preds = %95
br label %107
107: ; preds = %106
br label %108
108: ; preds = %107
%109 = load i32, i32* %8
%110 = add nsw i32 %109, -1
store i32 %110, i32* %8
br label %82
111: ; preds = %103, %94, %82
%112 = load i32, i32* %7
%113 = load i32, i32* %8
%114 = icmp sge i32 %112, %113
br i1 %114, label %115, label %116
115: ; preds = %111
br label %128
116: ; preds = %111
%117 = load i32*, i32** %4
%118 = load i32, i32* %7
%119 = sext i32 %118 to i64
%120 = getelementptr inbounds i32, i32* %117, i64 %119
%121 = load i32*, i32** %4
%122 = load i32, i32* %8
%123 = sext i32 %122 to i64
%124 = getelementptr inbounds i32, i32* %121, i64 %123
%125 = call i32 @swap(i32* %120, i32* %124)
%126 = load i32, i32* %8
%127 = add nsw i32 %126, -1
store i32 %127, i32* %8
br label %37
128: ; preds = %115
%129 = load i32*, i32** %4
%130 = load i32, i32* %5
%131 = sext i32 %130 to i64
%132 = getelementptr inbounds i32, i32* %129, i64 %131
%133 = load i32, i32* %6
%134 = load i32, i32* %5
%135 = sub nsw i32 %133, %134
%136 = add nsw i32 %135, 1
%137 = call i32 @printA(i32* %132, i32 %136)
%138 = load i32*, i32** %4
%139 = load i32, i32* %5
%140 = load i32, i32* %9
%141 = sub nsw i32 %140, 1
%142 = load i32*, i32** %4
%143 = load i32, i32* %10
%144 = add nsw i32 %143, 1
%145 = load i32, i32* %6
br label %146
146: ; preds = %128, %26
ret void
}

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