#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 arr[], int l, int r, int x) {
  int i;
  for (i = l; i < r; i++)
    if (arr[i] == x)
      break;
  swap(&arr[i], &arr[r]);
  i = l;
  for (int j = l; j <= r - 1; j++) {
    if (arr[j] <= x) {
      swap(&arr[i], &arr[j]);
      i++;
    }
  }
  swap(&arr[i], &arr[r]);
  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    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1163 <partition+0x53>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    1150 <partition+0x40>
jmp    1163 <partition+0x53>
jmp    1155 <partition+0x45>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    112b <partition+0x1b>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1030 <swap@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     11f6 <partition+0xe6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     11e3 <partition+0xd3>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11e8 <partition+0xd8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1192 <partition+0x82>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%ebp
mov    %esi,%r13d
mov    %rdi,%r14
movslq %esi,%rbx
cmp    %edx,%esi
jge    11a3 <partition+0x93>
mov    %ecx,%r15d
lea    (%r14,%rbx,4),%rcx
mov    %r13d,%eax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cmp    %r15d,(%rcx)
je     1152 <partition+0x42>
add    $0x1,%eax
add    $0x4,%rcx
cmp    %eax,%ebp
jne    1140 <partition+0x30>
mov    %ebp,%eax
cltq
lea    (%r14,%rax,4),%rdi
movslq %ebp,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%r12
mov    %r12,%rsi
call   1030 <swap@plt>
cmp    %ebp,%r13d
jge    11b6 <partition+0xa6>
lea    (%r14,%rbx,4),%rbx
sub    %r13d,%ebp
jmp    1189 <partition+0x79>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x4,%rbx
add    $0xffffffff,%ebp
je     11b6 <partition+0xa6>
cmp    %r15d,(%rbx)
jg     1180 <partition+0x70>
movslq %r13d,%r13
lea    (%r14,%r13,4),%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <swap@plt>
add    $0x1,%r13d
jmp    1180 <partition+0x70>
lea    (%r14,%rbx,4),%rdi
movslq %ebp,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%r12
mov    %r12,%rsi
call   1030 <swap@plt>
movslq %r13d,%rbx
lea    (%r14,%rbx,4),%rdi
mov    %r12,%rsi
call   1030 <swap@plt>
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

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