int partition(int array[], int low, int high) {
  int pivot = array[low];
  while (low < high) {
    while (low < high && array[high] >= pivot)
      high--;
    if (low < high)
      array[low++] = array[high];
    while (low < high && array[low] <= pivot)
      low++;
    if (low < high)
      array[high--] = array[low];
  }
  array[low] = pivot;
  return low;
}


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 -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1215 <partition+0x115>
jmp    112d <partition+0x2d>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jge    1152 <partition+0x52>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setge  %al
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x15(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1162 <partition+0x62>
jmp    1170 <partition+0x70>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112d <partition+0x2d>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    119c <partition+0x9c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11a1 <partition+0xa1>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x16(%rbp)
jge    11c6 <partition+0xc6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x16(%rbp)
mov    -0x16(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11d6 <partition+0xd6>
jmp    11e4 <partition+0xe4>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11a1 <partition+0xa1>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1210 <partition+0x110>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0xffffffff,%esi
mov    %esi,-0x10(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    111c <partition+0x1c>
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
mov    %esi,%eax
movslq %esi,%rsi
mov    (%rdi,%rsi,4),%r8d
cmp    %edx,%esi
jl     112d <partition+0x2d>
mov    %r8d,(%rdi,%rsi,4)
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movslq %edx,%rsi
add    $0xffffffff,%edx
mov    %ecx,(%rdi,%rsi,4)
cmp    %edx,%eax
jge    1194 <partition+0x94>
cmp    %edx,%eax
jge    1151 <partition+0x51>
movslq %edx,%rdx
movslq %eax,%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rdx,4),%ecx
cmp    %r8d,%ecx
jl     1160 <partition+0x60>
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    %rsi,%rdx
jg     1140 <partition+0x40>
cmp    %edx,%eax
jge    1129 <partition+0x29>
jmp    116a <partition+0x6a>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%eax
mov    %ecx,(%rdi,%rsi,4)
cmp    %edx,%eax
jge    1129 <partition+0x29>
movslq %eax,%rcx
lea    (%rdi,%rcx,4),%rsi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rsi),%ecx
cmp    %r8d,%ecx
jg     1120 <partition+0x20>
add    $0x1,%eax
add    $0x4,%rsi
cmp    %eax,%edx
jne    1180 <partition+0x80>
mov    %edx,%eax
movslq %eax,%rsi
mov    %r8d,(%rdi,%rsi,4)
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
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%8 = load i32*, i32** %4
%9 = load i32, i32* %5
%10 = sext i32 %9 to i64
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %10
%12 = load i32, i32* %11
store i32 %12, i32* %7
br label %13
13: ; preds = %83, %3
%14 = load i32, i32* %5
%15 = load i32, i32* %6
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %84
17: ; preds = %13
br label %18
18: ; preds = %32, %17
%19 = load i32, i32* %5
%20 = load i32, i32* %6
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %30
22: ; preds = %18
%23 = load i32*, i32** %4
%24 = load i32, i32* %6
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = load i32, i32* %7
%29 = icmp sge i32 %27, %28
br label %30
30: ; preds = %22, %18
%31 = phi i1 [ false, %18 ], [ %29, %22 ]
br i1 %31, label %32, label %35
32: ; preds = %30
%33 = load i32, i32* %6
%34 = add nsw i32 %33, -1
store i32 %34, i32* %6
br label %18
35: ; preds = %30
%36 = load i32, i32* %5
%37 = load i32, i32* %6
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %50
39: ; preds = %35
%40 = load i32*, i32** %4
%41 = load i32, i32* %6
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32*, i32** %4
%46 = load i32, i32* %5
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %5
%48 = sext i32 %46 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %48
store i32 %44, i32* %49
br label %50
50: ; preds = %39, %35
br label %51
51: ; preds = %65, %50
%52 = load i32, i32* %5
%53 = load i32, i32* %6
%54 = icmp slt i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %63
55: ; preds = %51
%56 = load i32*, i32** %4
%57 = load i32, i32* %5
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32, i32* %7
%62 = icmp sle i32 %60, %61
br label %63
63: ; preds = %55, %51
%64 = phi i1 [ false, %51 ], [ %62, %55 ]
br i1 %64, label %65, label %68
65: ; preds = %63
%66 = load i32, i32* %5
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %5
br label %51
68: ; preds = %63
%69 = load i32, i32* %5
%70 = load i32, i32* %6
%71 = icmp slt i32 %69, %70
br i1 %71, label %72, label %83
72: ; preds = %68
%73 = load i32*, i32** %4
%74 = load i32, i32* %5
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = load i32*, i32** %4
%79 = load i32, i32* %6
%80 = add nsw i32 %79, -1
store i32 %80, i32* %6
%81 = sext i32 %79 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %81
store i32 %77, i32* %82
br label %83
83: ; preds = %72, %68
br label %13
84: ; preds = %13
%85 = load i32, i32* %7
%86 = load i32*, i32** %4
%87 = load i32, i32* %5
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %88
store i32 %85, i32* %89
%90 = load i32, i32* %5
ret i32 %90
}

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