#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*/ printf(char *, ...);
int Partition(int a[], int start, int end) {
  int pos = 0, val = a[start];
  int b[end - start], c[end - start], k = 0, l = 0, i = 0, m = 0;
  for (i = start + 1; i <= end; i++) {
    if (a[i] > val)
      c[k++] = a[i];
    else if (a[i] < val)
      b[l++] = a[i];
  }
  for (i = 0, m = start; i < l; i++, m++)
    a[m] = b[i];
  pos = start + l;
  a[pos] = val;
  for (i = 0, m = pos + 1; i < k; i++, m++)
    a[m] = c[i];
  printf("\n");
  for (i = start; i <= end; i++)
    printf("%d ", a[i]);
  return pos;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<Partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x50(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    %ecx,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     123e <Partition+0x12e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    11f2 <Partition+0xe2>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x34(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    122b <Partition+0x11b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1226 <Partition+0x116>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x38(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    122b <Partition+0x11b>
jmp    1230 <Partition+0x120>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    11ad <Partition+0x9d>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x38(%rbp),%eax
jge    1284 <Partition+0x174>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    124b <Partition+0x13b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    12e4 <Partition+0x1d4>
mov    -0x48(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    12ab <Partition+0x19b>
lea    0xd15(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     132b <Partition+0x21b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
lea    0xcec(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    12f8 <Partition+0x1e8>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<Partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edx,%r13d
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r12
movslq %esi,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%r15d
mov    %edx,%ecx
sub    %eax,%ecx
lea    0xf(,%rcx,4),%rcx
and    $0xfffffffffffffff0,%rcx
mov    %rsp,%rsi
sub    %rcx,%rsi
mov    %rsi,%rsp
mov    %rsp,%r10
sub    %rcx,%r10
mov    %r10,%rsp
lea    (%rdi,%rax,4),%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
cmp    %eax,%edx
jle    11c7 <Partition+0x97>
mov    %ebx,-0x2c(%rbp)
movslq %r13d,%r8
xor    %r9d,%r9d
xor    %r14d,%r14d
jmp    11a8 <Partition+0x78>
nopl   0x0(%rax)
mov    %r14d,%edi
lea    0x1(%r14),%ecx
mov    %r10,%rbx
mov    %ecx,%r14d
movslq %edi,%rcx
mov    %edx,(%rbx,%rcx,4)
cmp    %rax,%r8
je     11da <Partition+0xaa>
mov    0x4(%r12,%rax,4),%edx
add    $0x1,%rax
cmp    %r15d,%edx
jg     1190 <Partition+0x60>
jge    11a3 <Partition+0x73>
mov    %r9d,%edi
lea    0x1(%r9),%ecx
mov    %rsi,%rbx
mov    %ecx,%r9d
jmp    119d <Partition+0x6d>
movslq %ebx,%rax
mov    %r15d,(%r12,%rax,4)
mov    %ebx,%eax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%r15
jmp    1231 <Partition+0x101>
test   %r9d,%r9d
jle    11fd <Partition+0xcd>
mov    %r9d,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    %r9,-0x40(%rbp)
mov    %r10,%rbx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %rbx,%r10
mov    -0x40(%rbp),%r9
add    -0x2c(%rbp),%r9d
movslq %r9d,%rax
mov    %r15d,(%r12,%rax,4)
test   %r14d,%r14d
mov    %r9,-0x40(%rbp)
jle    122a <Partition+0xfa>
lea    0x1(%r9),%eax
cltq
lea    (%r12,%rax,4),%rdi
mov    %r14d,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    %r10,%rsi
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x38(%rbp),%r15
mov    -0x2c(%rbp),%ebx
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
sub    %ebx,%r13d
jl     1267 <Partition+0x137>
add    $0x1,%r13d
lea    0xdb5(%rip),%r14
xor    %ebx,%ebx
nopl   (%rax)
mov    (%r15,%rbx,4),%esi
mov    %r14,%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    %ebx,%r13d
jne    1250 <Partition+0x120>
mov    -0x40(%rbp),%rax
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [2 x i8] c"\0A\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%d \00"
define i32 @Partition(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
%16 = load i32*, i32** %4
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %18
%20 = load i32, i32* %19
store i32 %20, i32* %8
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %5
%23 = sub nsw i32 %21, %22
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %25, i8** %9
%26 = alloca i32, i64 %24
store i64 %24, i64* %10
%27 = load i32, i32* %6
%28 = load i32, i32* %5
%29 = sub nsw i32 %27, %28
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = alloca i32, i64 %30
store i64 %30, i64* %11
store i32 0, i32* %12
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %14
store i32 0, i32* %15
%32 = load i32, i32* %5
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %14
br label %34
34: ; preds = %76, %3
%35 = load i32, i32* %14
%36 = load i32, i32* %6
%37 = icmp sle i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %79
38: ; preds = %34
%39 = load i32*, i32** %4
%40 = load i32, i32* %14
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = load i32, i32* %8
%45 = icmp sgt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %56
46: ; preds = %38
%47 = load i32*, i32** %4
%48 = load i32, i32* %14
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = load i32, i32* %12
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %12
%54 = sext i32 %52 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %54
store i32 %51, i32* %55
br label %75
56: ; preds = %38
%57 = load i32*, i32** %4
%58 = load i32, i32* %14
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = load i32, i32* %8
%63 = icmp slt i32 %61, %62
br i1 %63, label %64, label %74
64: ; preds = %56
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %14
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = load i32, i32* %13
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %13
%72 = sext i32 %70 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %72
store i32 %69, i32* %73
br label %74
74: ; preds = %64, %56
br label %75
75: ; preds = %74, %46
br label %76
76: ; preds = %75
%77 = load i32, i32* %14
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %14
br label %34
79: ; preds = %34
store i32 0, i32* %14
%80 = load i32, i32* %5
store i32 %80, i32* %15
br label %81
81: ; preds = %94, %79
%82 = load i32, i32* %14
%83 = load i32, i32* %13
%84 = icmp slt i32 %82, %83
br i1 %84, label %85, label %99
85: ; preds = %81
%86 = load i32, i32* %14
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = load i32*, i32** %4
%91 = load i32, i32* %15
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 %92
store i32 %89, i32* %93
br label %94
94: ; preds = %85
%95 = load i32, i32* %14
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %14
%97 = load i32, i32* %15
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %15
br label %81
99: ; preds = %81
%100 = load i32, i32* %5
%101 = load i32, i32* %13
%102 = add nsw i32 %100, %101
store i32 %102, i32* %7
%103 = load i32, i32* %8
%104 = load i32*, i32** %4
%105 = load i32, i32* %7
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %104, i64 %106
store i32 %103, i32* %107
store i32 0, i32* %14
%108 = load i32, i32* %7
%109 = add nsw i32 %108, 1
store i32 %109, i32* %15
br label %110
110: ; preds = %123, %99
%111 = load i32, i32* %14
%112 = load i32, i32* %12
%113 = icmp slt i32 %111, %112
br i1 %113, label %114, label %128
114: ; preds = %110
%115 = load i32, i32* %14
%116 = sext i32 %115 to i64
%117 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %116
%118 = load i32, i32* %117
%119 = load i32*, i32** %4
%120 = load i32, i32* %15
%121 = sext i32 %120 to i64
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %119, i64 %121
store i32 %118, i32* %122
br label %123
123: ; preds = %114
%124 = load i32, i32* %14
%125 = add nsw i32 %124, 1
store i32 %125, i32* %14
%126 = load i32, i32* %15
%127 = add nsw i32 %126, 1
store i32 %127, i32* %15
br label %110
128: ; preds = %110
%129 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%130 = load i32, i32* %5
store i32 %130, i32* %14
br label %131
131: ; preds = %142, %128
%132 = load i32, i32* %14
%133 = load i32, i32* %6
%134 = icmp sle i32 %132, %133
br i1 %134, label %135, label %145
135: ; preds = %131
%136 = load i32*, i32** %4
%137 = load i32, i32* %14
%138 = sext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %136, i64 %138
%140 = load i32, i32* %139
%141 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %140)
br label %142
142: ; preds = %135
%143 = load i32, i32* %14
%144 = add nsw i32 %143, 1
store i32 %144, i32* %14
br label %131
145: ; preds = %131
%146 = load i32, i32* %7
%147 = load i8*, i8** %9
ret i32 %146
}

LLVM IR (-O2):
@.str.1 = [4 x i8] c"%d \00"
define i32 @Partition(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = sext i32 %1 to i64
%5 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %4
%6 = load i32, i32* %5
%7 = sub nsw i32 %2, %1
%8 = zext i32 %7 to i64
%9 = alloca i32, i64 %8
%10 = bitcast i32* %9 to i8*
%11 = alloca i32, i64 %8
%12 = bitcast i32* %11 to i8*
%13 = icmp sgt i32 %2, %1
br i1 %13, label %17, label %14
14: ; preds = %3
%15 = sext i32 %1 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
store i32 %6, i32* %16
br label %62
17: ; preds = %3
%18 = sext i32 %2 to i64
br label %25
19: ; preds = %46
%20 = icmp sgt i32 %48, 0
br i1 %20, label %21, label %50
21: ; preds = %19
%22 = bitcast i32* %5 to i8*
%23 = zext i32 %48 to i64
%24 = shl nuw nsw i64 %23, 2
br label %50
25: ; preds = %17, %46
%26 = phi i64 [ %4, %17 ], [ %29, %46 ]
%27 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %48, %46 ]
%28 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %47, %46 ]
%29 = add nsw i64 %26, 1
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp sgt i32 %31, %6
br i1 %32, label %33, label %35
33: ; preds = %25
%34 = add nsw i32 %28, 1
br label %39
35: ; preds = %25
%36 = icmp slt i32 %31, %6
br i1 %36, label %37, label %46
37: ; preds = %35
%38 = add nsw i32 %27, 1
br label %39
39: ; preds = %37, %33
%40 = phi i32 [ %28, %33 ], [ %27, %37 ]
%41 = phi i32* [ %11, %33 ], [ %9, %37 ]
%42 = phi i32 [ %34, %33 ], [ %28, %37 ]
%43 = phi i32 [ %27, %33 ], [ %38, %37 ]
%44 = sext i32 %40 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %44
store i32 %31, i32* %45
br label %46
46: ; preds = %39, %35
%47 = phi i32 [ %28, %35 ], [ %42, %39 ]
%48 = phi i32 [ %27, %35 ], [ %43, %39 ]
%49 = icmp eq i64 %29, %18
br i1 %49, label %19, label %25
50: ; preds = %21, %19
%51 = add i32 %48, %1
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %52
store i32 %6, i32* %53
%54 = icmp sgt i32 %47, 0
br i1 %54, label %55, label %62
55: ; preds = %50
%56 = add i32 %51, 1
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %57
%59 = bitcast i32* %58 to i8*
%60 = zext i32 %47 to i64
%61 = shl nuw nsw i64 %60, 2
br label %62
62: ; preds = %14, %55, %50
%63 = phi i32 [ %1, %14 ], [ %51, %55 ], [ %51, %50 ]
%64 = tail call i32 @putchar(i32 10)
%65 = icmp slt i32 %2, %1
br i1 %65, label %76, label %66
66: ; preds = %62
%67 = add i32 %2, 1
br label %68
68: ; preds = %66, %68
%69 = phi i64 [ %4, %66 ], [ %73, %68 ]
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %71)
%73 = add nsw i64 %69, 1
%74 = trunc i64 %73 to i32
%75 = icmp eq i32 %67, %74
br i1 %75, label %76, label %68
76: ; preds = %68, %62
ret i32 %63
}