#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 midpoint(int *, int, int);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int, int);
int partition(int *array, int l, int u) {
  int i = l + 1;
  int j = u - 1;
  int m = midpoint(array, l, u);
  swap(array, l, m);
  while (i < j) {
    while (i < j && array[i] <= array[l]) {
      i += 1;
    }
    while (i < j && array[l] < array[j]) {
      j -= 1;
    }
    if (i < j) {
      swap(array, i, j);
    }
  }
  if (array[l] < array[i]) {
    i -= 1;
  }
  swap(array, l, i);
  return i;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%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
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
call   1030 <midpoint@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1231 <partition+0x111>
jmp    1176 <partition+0x56>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1d(%rbp)
jge    11a3 <partition+0x83>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x1d(%rbp)
mov    -0x1d(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11b3 <partition+0x93>
jmp    11c1 <partition+0xa1>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1176 <partition+0x56>
jmp    11c6 <partition+0xa6>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x1e(%rbp)
jge    11f3 <partition+0xd3>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x1e(%rbp)
mov    -0x1e(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1203 <partition+0xe3>
jmp    1211 <partition+0xf1>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11c6 <partition+0xa6>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    122c <partition+0x10c>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
call   1040 <swap@plt>
jmp    1165 <partition+0x45>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    1256 <partition+0x136>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
lea    0x1(%r14),%r15d
lea    -0x1(%rdx),%ebp
call   1030 <midpoint@plt>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %eax,%edx
call   1040 <swap@plt>
movslq %r14d,%r14
cmp    %ebp,%r15d
jge    11c2 <partition+0xa2>
cmp    %ebp,%r15d
jge    1183 <partition+0x63>
mov    (%rbx,%r14,4),%eax
movslq %r15d,%rsi
movslq %ebp,%rcx
lea    (%rbx,%rsi,4),%rdx
sub    %rsi,%rcx
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %eax,(%rdx,%rsi,4)
jg     1180 <partition+0x60>
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    1170 <partition+0x50>
jmp    11bf <partition+0x9f>
add    %esi,%r15d
cmp    %ebp,%r15d
jge    1149 <partition+0x29>
mov    (%rbx,%r14,4),%eax
movslq %ebp,%rbp
movslq %r15d,%rcx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
cmp    (%rbx,%rbp,4),%eax
jge    11b0 <partition+0x90>
add    $0xffffffffffffffff,%rbp
cmp    %rcx,%rbp
jg     11a0 <partition+0x80>
jmp    1149 <partition+0x29>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <swap@plt>
jmp    1149 <partition+0x29>
mov    %ebp,%r15d
mov    (%rbx,%r14,4),%eax
movslq %r15d,%rbp
xor    %ecx,%ecx
cmp    (%rbx,%rbp,4),%eax
setl   %cl
sub    %ecx,%ebp
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <swap@plt>
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add nsw i32 %1, 1
%5 = add nsw i32 %2, -1
%6 = tail call i32 @midpoint(i32* %0, i32 %1, i32 %2)
%7 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32 %1, i32 %6)
%8 = icmp slt i32 %4, %5
%9 = sext i32 %1 to i64
br i1 %8, label %10, label %53
10: ; preds = %3
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %9
br label %12
12: ; preds = %10, %50
%13 = phi i32 [ %4, %10 ], [ %31, %50 ]
%14 = phi i32 [ %5, %10 ], [ %51, %50 ]
%15 = icmp slt i32 %13, %14
br i1 %15, label %16, label %30
16: ; preds = %12
%17 = load i32, i32* %11
%18 = sext i32 %13 to i64
%19 = sext i32 %14 to i64
br label %20
20: ; preds = %16, %25
%21 = phi i64 [ %18, %16 ], [ %26, %25 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp sgt i32 %23, %17
br i1 %24, label %28, label %25
25: ; preds = %20
%26 = add nsw i64 %21, 1
%27 = icmp eq i64 %26, %19
br i1 %27, label %53, label %20
28: ; preds = %20
%29 = trunc i64 %21 to i32
br label %30
30: ; preds = %28, %12
%31 = phi i32 [ %13, %12 ], [ %29, %28 ]
%32 = icmp slt i32 %31, %14
br i1 %32, label %33, label %50
33: ; preds = %30
%34 = load i32, i32* %11
%35 = sext i32 %14 to i64
%36 = sext i32 %31 to i64
br label %37
37: ; preds = %33, %42
%38 = phi i64 [ %35, %33 ], [ %43, %42 ]
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp slt i32 %34, %40
br i1 %41, label %42, label %45
42: ; preds = %37
%43 = add nsw i64 %38, -1
%44 = icmp sgt i64 %43, %36
br i1 %44, label %37, label %48
45: ; preds = %37
%46 = trunc i64 %38 to i32
%47 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32 %31, i32 %46)
br label %50
48: ; preds = %42
%49 = trunc i64 %43 to i32
br label %50
50: ; preds = %48, %30, %45
%51 = phi i32 [ %46, %45 ], [ %14, %30 ], [ %49, %48 ]
%52 = icmp slt i32 %31, %51
br i1 %52, label %12, label %53
53: ; preds = %50, %25, %3
%54 = phi i32 [ %4, %3 ], [ %14, %25 ], [ %31, %50 ]
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %9
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sext i32 %54 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = icmp slt i32 %56, %59
%61 = sext i1 %60 to i32
%62 = add nsw i32 %54, %61
%63 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32 %1, i32 %62)
ret i32 %62
}