int partition(int data[], int lower, int upper) {
  int pivot = data[upper];
  int idx = lower - 1;
  int temp;
  for (int j = lower; j < upper; j++) {
    if (data[j] <= pivot) {
      idx++;
      temp = data[idx];
      data[idx] = data[j];
      data[j] = temp;
    }
  }
  temp = data[idx + 1];
  data[idx + 1] = data[upper];
  data[upper] = temp;
  return idx + 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1199 <partition+0x99>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1186 <partition+0x86>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    118b <partition+0x8b>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    112b <partition+0x2b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
movslq %edx,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r9d
lea    -0x1(%rsi),%eax
cmp    %r8d,%esi
jge    113f <partition+0x3f>
movslq %esi,%rcx
sub    %esi,%edx
mov    %rcx,%r10
not    %r10
test   $0x1,%dl
je     1136 <partition+0x36>
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
cmp    %r9d,%edx
jg     1132 <partition+0x32>
mov    (%rdi,%rcx,4),%eax
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
mov    %esi,%eax
add    $0x1,%rcx
add    %r8,%r10
jne    1169 <partition+0x69>
mov    (%rdi,%r8,4),%r9d
movslq %eax,%rcx
add    $0x1,%eax
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%edx
mov    %r9d,0x4(%rdi,%rcx,4)
mov    %edx,(%rdi,%r8,4)
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r8
je     113b <partition+0x3b>
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
cmp    %r9d,%edx
jg     1184 <partition+0x84>
movslq %eax,%rsi
add    $0x1,%eax
mov    0x4(%rdi,%rsi,4),%r10d
mov    %edx,0x4(%rdi,%rsi,4)
mov    %r10d,(%rdi,%rcx,4)
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%edx
cmp    %r9d,%edx
jg     1160 <partition+0x60>
movslq %eax,%rsi
add    $0x1,%eax
mov    0x4(%rdi,%rsi,4),%r10d
mov    %edx,0x4(%rdi,%rsi,4)
mov    %r10d,0x4(%rdi,%rcx,4)
jmp    1160 <partition+0x60>

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
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32*, i32** %4
%12 = load i32, i32* %6
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
store i32 %15, i32* %7
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sub nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %8
%18 = load i32, i32* %5
store i32 %18, i32* %10
br label %19
19: ; preds = %54, %3
%20 = load i32, i32* %10
%21 = load i32, i32* %6
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %57
23: ; preds = %19
%24 = load i32*, i32** %4
%25 = load i32, i32* %10
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = load i32, i32* %7
%30 = icmp sle i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %53
31: ; preds = %23
%32 = load i32, i32* %8
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %8
%34 = load i32*, i32** %4
%35 = load i32, i32* %8
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
store i32 %38, i32* %9
%39 = load i32*, i32** %4
%40 = load i32, i32* %10
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = load i32*, i32** %4
%45 = load i32, i32* %8
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
store i32 %43, i32* %47
%48 = load i32, i32* %9
%49 = load i32*, i32** %4
%50 = load i32, i32* %10
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
store i32 %48, i32* %52
br label %53
53: ; preds = %31, %23
br label %54
54: ; preds = %53
%55 = load i32, i32* %10
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %10
br label %19
57: ; preds = %19
%58 = load i32*, i32** %4
%59 = load i32, i32* %8
%60 = add nsw i32 %59, 1
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
store i32 %63, i32* %9
%64 = load i32*, i32** %4
%65 = load i32, i32* %6
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = load i32*, i32** %4
%70 = load i32, i32* %8
%71 = add nsw i32 %70, 1
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %72
store i32 %68, i32* %73
%74 = load i32, i32* %9
%75 = load i32*, i32** %4
%76 = load i32, i32* %6
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %77
store i32 %74, i32* %78
%79 = load i32, i32* %8
%80 = add nsw i32 %79, 1
ret i32 %80
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = sext i32 %2 to i64
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %4
%6 = load i32, i32* %5
%7 = add nsw i32 %1, -1
%8 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %8, label %9, label %35
9: ; preds = %3
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = sub nsw i64 %4, %10
%12 = xor i64 %10, -1
%13 = and i64 %11, 1
%14 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %14, label %26, label %15
15: ; preds = %9
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %10
%17 = load i32, i32* %16
%18 = icmp sgt i32 %17, %6
br i1 %18, label %23, label %19
19: ; preds = %15
%20 = sext i32 %1 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
store i32 %17, i32* %21
store i32 %22, i32* %16
br label %23
23: ; preds = %19, %15
%24 = phi i32 [ %1, %19 ], [ %7, %15 ]
%25 = add nsw i64 %10, 1
br label %26
26: ; preds = %23, %9
%27 = phi i32 [ undef, %9 ], [ %24, %23 ]
%28 = phi i64 [ %10, %9 ], [ %25, %23 ]
%29 = phi i32 [ %7, %9 ], [ %24, %23 ]
%30 = sub nsw i64 0, %4
%31 = icmp eq i64 %12, %30
br i1 %31, label %32, label %42
32: ; preds = %64, %26
%33 = phi i32 [ %27, %26 ], [ %65, %64 ]
%34 = load i32, i32* %5
br label %35
35: ; preds = %32, %3
%36 = phi i32 [ %6, %3 ], [ %34, %32 ]
%37 = phi i32 [ %7, %3 ], [ %33, %32 ]
%38 = add nsw i32 %37, 1
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
store i32 %36, i32* %40
store i32 %41, i32* %5
ret i32 %38
42: ; preds = %26, %64
%43 = phi i64 [ %66, %64 ], [ %28, %26 ]
%44 = phi i32 [ %65, %64 ], [ %29, %26 ]
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %43
%46 = load i32, i32* %45
%47 = icmp sgt i32 %46, %6
br i1 %47, label %53, label %48
48: ; preds = %42
%49 = add nsw i32 %44, 1
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
store i32 %46, i32* %51
store i32 %52, i32* %45
br label %53
53: ; preds = %42, %48
%54 = phi i32 [ %49, %48 ], [ %44, %42 ]
%55 = add nsw i64 %43, 1
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = icmp sgt i32 %57, %6
br i1 %58, label %64, label %59
59: ; preds = %53
%60 = add nsw i32 %54, 1
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
store i32 %57, i32* %62
store i32 %63, i32* %56
br label %64
64: ; preds = %59, %53
%65 = phi i32 [ %60, %59 ], [ %54, %53 ]
%66 = add nsw i64 %43, 2
%67 = icmp eq i64 %66, %4
br i1 %67, label %32, label %42
}