int partition(unsigned long *data, int left, int right) {
  int i = left;
  int j = right;
  unsigned long tmp;
  unsigned long pivot = data[(left + right) / 2];
  while (i <= j) {
    while (data[i] < pivot)
      i++;
    while (data[j] > pivot)
      j--;
    if (i <= j) {
      tmp = data[i];
      data[i] = data[j];
      data[j] = tmp;
      i++;
      j--;
    }
  }
  return i;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     11fa <partition+0xfa>
jmp    1152 <partition+0x52>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    1176 <partition+0x76>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1152 <partition+0x52>
jmp    117b <partition+0x7b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jbe    119f <partition+0x9f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117b <partition+0x7b>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     11f5 <partition+0xf5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1141 <partition+0x41>
mov    -0x14(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %rbx
mov    %esi,%eax
cmp    %edx,%esi
jle    110b <partition+0xb>
pop    %rbx
pop    %rbp
ret
lea    (%rdx,%rax,1),%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    $0x1f,%esi
add    %ecx,%esi
sar    %esi
movslq %esi,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,8),%r9
lea    0x8(%rdi),%r8
jmp    1136 <partition+0x36>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %ebp,%edx
cmp    %ebp,%eax
jg     1108 <partition+0x8>
movslq %eax,%rcx
lea    (%rdi,%rcx,8),%rcx
mov    %eax,%r11d
mov    (%rcx),%r10
add    $0x8,%rcx
add    $0x1,%r11d
cmp    %r9,%r10
jb     1140 <partition+0x40>
lea    -0x1(%r11),%eax
movslq %edx,%rsi
lea    (%r8,%rsi,8),%rsi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x8(%rsi),%rbx
add    $0xfffffffffffffff8,%rsi
add    $0xffffffff,%edx
cmp    %r9,%rbx
ja     1160 <partition+0x60>
lea    0x1(%rdx),%ebp
cmp    %ebp,%eax
jg     1130 <partition+0x30>
mov    %rbx,-0x8(%rcx)
mov    %r10,(%rsi)
mov    %edx,%ebp
mov    %r11d,%eax
jmp    1130 <partition+0x30>

LLVM IR (-O0):
define i32 @partition(i64* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i64*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
store i64* %0, i64** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
store i32 %11, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
store i32 %12, i32* %8
%13 = load i64*, i64** %4
%14 = load i32, i32* %5
%15 = load i32, i32* %6
%16 = add nsw i32 %14, %15
%17 = sdiv i32 %16, 2
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i64, i64* %13, i64 %18
%20 = load i64, i64* %19
store i64 %20, i64* %10
br label %21
21: ; preds = %77, %3
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %8
%24 = icmp sle i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %78
25: ; preds = %21
br label %26
26: ; preds = %34, %25
%27 = load i64*, i64** %4
%28 = load i32, i32* %7
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %27, i64 %29
%31 = load i64, i64* %30
%32 = load i64, i64* %10
%33 = icmp ult i64 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %37
34: ; preds = %26
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %7
br label %26
37: ; preds = %26
br label %38
38: ; preds = %46, %37
%39 = load i64*, i64** %4
%40 = load i32, i32* %8
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i64, i64* %39, i64 %41
%43 = load i64, i64* %42
%44 = load i64, i64* %10
%45 = icmp ugt i64 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %49
46: ; preds = %38
%47 = load i32, i32* %8
%48 = add nsw i32 %47, -1
store i32 %48, i32* %8
br label %38
49: ; preds = %38
%50 = load i32, i32* %7
%51 = load i32, i32* %8
%52 = icmp sle i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %77
53: ; preds = %49
%54 = load i64*, i64** %4
%55 = load i32, i32* %7
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds i64, i64* %54, i64 %56
%58 = load i64, i64* %57
store i64 %58, i64* %9
%59 = load i64*, i64** %4
%60 = load i32, i32* %8
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i64, i64* %59, i64 %61
%63 = load i64, i64* %62
%64 = load i64*, i64** %4
%65 = load i32, i32* %7
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i64, i64* %64, i64 %66
store i64 %63, i64* %67
%68 = load i64, i64* %9
%69 = load i64*, i64** %4
%70 = load i32, i32* %8
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i64, i64* %69, i64 %71
store i64 %68, i64* %72
%73 = load i32, i32* %7
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %7
%75 = load i32, i32* %8
%76 = add nsw i32 %75, -1
store i32 %76, i32* %8
br label %77
77: ; preds = %53, %49
br label %21
78: ; preds = %21
%79 = load i32, i32* %7
ret i32 %79
}

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