int partition(int *a, int l, int h) {
  int temp = 0;
  int low = l;
  int high = h;
  int pivotkey = a[low];
  while (low < high) {
    while (low < high && a[high] >= pivotkey) {
      high = high - 1;
    }
    temp = a[low];
    a[low] = a[high];
    a[high] = temp;
    while (low < high && a[low] <= pivotkey) {
      low++;
    }
    temp = a[low];
    a[low] = a[high];
    a[high] = temp;
  }
  return low;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    122f <partition+0x12f>
jmp    1140 <partition+0x40>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jge    1165 <partition+0x65>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
setge  %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1175 <partition+0x75>
jmp    1183 <partition+0x83>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1140 <partition+0x40>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x22(%rbp)
jge    11da <partition+0xda>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x22(%rbp)
mov    -0x22(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11ea <partition+0xea>
jmp    11f8 <partition+0xf8>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11b5 <partition+0xb5>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    112f <partition+0x2f>
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
mov    %esi,%eax
cmp    %edx,%esi
jge    11b8 <partition+0xb8>
movslq %eax,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%r9d
movabs $0x100000000,%r8
jmp    1139 <partition+0x39>
nopl   (%rax)
sar    $0x20,%rsi
mov    %ecx,%eax
mov    %rsi,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%esi
mov    %r10d,(%rdi,%rcx,4)
mov    %esi,(%rdi,%r11,4)
cmp    %r11d,%eax
jge    11b8 <partition+0xb8>
cmp    %edx,%eax
jge    1170 <partition+0x70>
movslq %edx,%rdx
movslq %eax,%rcx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
cmp    %r9d,(%rdi,%rdx,4)
jl     1173 <partition+0x73>
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    %rcx,%rdx
jg     1150 <partition+0x50>
mov    %eax,%edx
jmp    1173 <partition+0x73>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq %eax,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%r10d
movslq %edx,%r11
mov    (%rdi,%r11,4),%esi
mov    %esi,(%rdi,%rcx,4)
mov    %r10d,(%rdi,%r11,4)
cmp    %r11d,%eax
jge    1129 <partition+0x29>
mov    %rcx,%rsi
shl    $0x20,%rsi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %r9d,(%rdi,%rcx,4)
jg     1120 <partition+0x20>
add    $0x1,%rcx
add    %r8,%rsi
cmp    %rcx,%r11
jne    11a0 <partition+0xa0>
mov    %edx,%eax
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
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
%11 = load i32, i32* %5
store i32 %11, i32* %8
%12 = load i32, i32* %6
store i32 %12, i32* %9
%13 = load i32*, i32** %4
%14 = load i32, i32* %8
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
store i32 %17, i32* %10
br label %18
18: ; preds = %77, %3
%19 = load i32, i32* %8
%20 = load i32, i32* %9
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %97
22: ; preds = %18
br label %23
23: ; preds = %37, %22
%24 = load i32, i32* %8
%25 = load i32, i32* %9
%26 = icmp slt i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %35
27: ; preds = %23
%28 = load i32*, i32** %4
%29 = load i32, i32* %9
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32, i32* %10
%34 = icmp sge i32 %32, %33
br label %35
35: ; preds = %27, %23
%36 = phi i1 [ false, %23 ], [ %34, %27 ]
br i1 %36, label %37, label %40
37: ; preds = %35
%38 = load i32, i32* %9
%39 = sub nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %9
br label %23
40: ; preds = %35
%41 = load i32*, i32** %4
%42 = load i32, i32* %8
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
store i32 %45, i32* %7
%46 = load i32*, i32** %4
%47 = load i32, i32* %9
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = load i32*, i32** %4
%52 = load i32, i32* %8
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
store i32 %50, i32* %54
%55 = load i32, i32* %7
%56 = load i32*, i32** %4
%57 = load i32, i32* %9
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
store i32 %55, i32* %59
br label %60
60: ; preds = %74, %40
%61 = load i32, i32* %8
%62 = load i32, i32* %9
%63 = icmp slt i32 %61, %62
br i1 %63, label %64, label %72
64: ; preds = %60
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %8
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = load i32, i32* %10
%71 = icmp sle i32 %69, %70
br label %72
72: ; preds = %64, %60
%73 = phi i1 [ false, %60 ], [ %71, %64 ]
br i1 %73, label %74, label %77
74: ; preds = %72
%75 = load i32, i32* %8
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %8
br label %60
77: ; preds = %72
%78 = load i32*, i32** %4
%79 = load i32, i32* %8
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
store i32 %82, i32* %7
%83 = load i32*, i32** %4
%84 = load i32, i32* %9
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %85
%87 = load i32, i32* %86
%88 = load i32*, i32** %4
%89 = load i32, i32* %8
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %90
store i32 %87, i32* %91
%92 = load i32, i32* %7
%93 = load i32*, i32** %4
%94 = load i32, i32* %9
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 %95
store i32 %92, i32* %96
br label %18
97: ; preds = %18
%98 = load i32, i32* %8
ret i32 %98
}

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