#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*/ swap(int *, int *);
int partition(int *a, int n) {
  int left = 0, right = n - 1, pivot = a[0];
  while (left <= n - 1 && right >= 0) {
    while (a[left] <= pivot && left <= n - 1) {
      left = left + 1;
    }
    while (a[right] >= pivot && right >= 0) {
      right = right - 1;
    }
    if (left < right) {
      swap(a + left, a + right);
    } else {
      swap(a + left - 1, a);
      return left - 1;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jg     1158 <partition+0x48>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
setge  %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1168 <partition+0x58>
jmp    125e <partition+0x14e>
jmp    116d <partition+0x5d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x22(%rbp)
jg     1197 <partition+0x87>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
setle  %al
mov    %al,-0x22(%rbp)
mov    -0x22(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11a7 <partition+0x97>
jmp    11b5 <partition+0xa5>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    116d <partition+0x5d>
jmp    11ba <partition+0xaa>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x23(%rbp)
jl     11dd <partition+0xcd>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
setge  %al
mov    %al,-0x23(%rbp)
mov    -0x23(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11ed <partition+0xdd>
jmp    11fb <partition+0xeb>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11ba <partition+0xaa>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    122f <partition+0x11f>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1030 <swap@plt>
jmp    1259 <partition+0x149>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
add    $0xfffffffffffffffc,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    125e <partition+0x14e>
jmp    1138 <partition+0x28>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
test   %esi,%esi
jle    11f9 <partition+0xe9>
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r8
mov    (%rdi),%ebp
lea    -0x1(%r15),%r12d
mov    %esi,%ebx
lea    -0x8(%rdi),%rax
mov    %rax,0x8(%rsp)
lea    0x4(%rdi),%rax
mov    %rax,(%rsp)
xor    %r13d,%r13d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %r13d,%rcx
mov    0x8(%rsp),%rax
lea    (%rax,%rcx,4),%rdi
lea    (%r8,%rcx,4),%rax
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    0x1(%rdx),%r14
add    $0x4,%rdi
cmp    %ebp,(%rax,%rdx,4)
jg     1188 <partition+0x78>
add    %rcx,%rdx
cmp    %rbx,%rdx
mov    %r14,%rdx
jl     1170 <partition+0x60>
lea    0x4(%rdi),%r10
lea    -0x1(%r13),%eax
add    %r14,%rax
movslq %r12d,%rdx
lea    (%rcx,%r14,1),%r11
add    $0xffffffffffffffff,%r11
mov    (%rsp),%rcx
lea    (%rcx,%rdx,4),%rsi
lea    0x1(%rdx),%r12d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rsi,%rcx
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
add    $0xffffffff,%r12d
cmp    %ebp,-0x4(%rcx)
jl     11cc <partition+0xbc>
lea    -0x1(%rdx),%rcx
test   %rdx,%rdx
mov    %rcx,%rdx
jns    11b0 <partition+0xa0>
cmp    %r12d,%eax
jge    11fb <partition+0xeb>
mov    %r11,%r13
mov    %r10,%rdi
mov    %r8,%r14
mov    %rax,0x10(%rsp)
call   1030 <swap@plt>
cmp    %r15d,0x10(%rsp)
jge    120a <partition+0xfa>
mov    %r14,%r8
test   %r12d,%r12d
jns    1150 <partition+0x40>
jmp    120a <partition+0xfa>
jmp    120a <partition+0xfa>
mov    %r8,%rsi
call   1030 <swap@plt>
lea    (%r14,%r13,1),%eax
add    $0xfffffffe,%eax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* %0, i32 %1) {
%3 = load i32, i32* %0
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %47
5: ; preds = %2
%6 = add nsw i32 %1, -1
%7 = zext i32 %1 to i64
br label %8
8: ; preds = %5, %36
%9 = phi i32 [ %34, %36 ], [ %6, %5 ]
%10 = phi i64 [ %14, %36 ], [ 0, %5 ]
%11 = shl i64 %10, 32
%12 = ashr exact i64 %11, 32
br label %13
13: ; preds = %13, %8
%14 = phi i64 [ %20, %13 ], [ %12, %8 ]
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp sle i32 %16, %3
%18 = icmp slt i64 %14, %7
%19 = select i1 %17, i1 %18, i1 false
%20 = add nsw i64 %14, 1
br i1 %19, label %13, label %21
21: ; preds = %13
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%23 = trunc i64 %14 to i32
%24 = sext i32 %9 to i64
br label %25
25: ; preds = %25, %21
%26 = phi i64 [ %32, %25 ], [ %24, %21 ]
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = icmp sge i32 %28, %3
%30 = icmp sgt i64 %26, -1
%31 = select i1 %29, i1 %30, i1 false
%32 = add nsw i64 %26, -1
br i1 %31, label %25, label %33
33: ; preds = %25
%34 = trunc i64 %26 to i32
%35 = icmp slt i32 %23, %34
br i1 %35, label %36, label %42
36: ; preds = %33
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%38 = tail call i32 @swap(i32* %22, i32* %37)
%39 = icmp slt i32 %23, %1
%40 = icmp sgt i32 %34, -1
%41 = select i1 %39, i1 %40, i1 false
br i1 %41, label %8, label %47
42: ; preds = %33
%43 = trunc i64 %14 to i32
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 -1
%45 = tail call i32 @swap(i32* %44, i32* %0)
%46 = add nsw i32 %43, -1
br label %47
47: ; preds = %36, %2, %42
%48 = phi i32 [ %46, %42 ], [ undef, %2 ], [ undef, %36 ]
ret i32 %48
}