int partition(int *arr, int low, int high) {
  int pivot, p, q, temp;
  pivot = low;
  p = low;
  q = high;
  while (p < q) {
    while (arr[p] <= arr[pivot] && p < high)
      p++;
    while (arr[q] > arr[pivot])
      q--;
    if (p < q) {
      temp = arr[p];
      arr[p] = arr[q];
      arr[q] = temp;
    }
  }
  temp = arr[pivot];
  arr[pivot] = arr[q];
  arr[q] = temp;
  return q;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11ee <partition+0xee>
jmp    1131 <partition+0x31>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rdx
movslq -0x14(%rbp),%rsi
xor    %eax,%eax
cmp    (%rdx,%rsi,4),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jg     115e <partition+0x5e>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    116e <partition+0x6e>
jmp    117c <partition+0x7c>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1131 <partition+0x31>
jmp    1181 <partition+0x81>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    11ab <partition+0xab>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1181 <partition+0x81>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11e9 <partition+0xe9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%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    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1120 <partition+0x20>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %rbx
movslq %esi,%r8
cmp    %edx,%esi
jge    116b <partition+0x6b>
movslq %edx,%r10
lea    0x4(%rdi),%r9
mov    (%rdi,%r8,4),%r11d
movslq %esi,%rbx
lea    -0x1(%rbx),%esi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rbx,4),%eax
lea    0x1(%rbx),%rcx
add    $0x1,%esi
cmp    %r11d,%eax
jg     1137 <partition+0x37>
cmp    %r10,%rbx
mov    %rcx,%rbx
jl     1120 <partition+0x20>
movslq %edx,%rbx
lea    0x1(%rbx),%edx
lea    (%r9,%rbx,4),%rbx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x4(%rbx),%ebp
add    $0xfffffffffffffffc,%rbx
add    $0xffffffff,%edx
cmp    %r11d,%ebp
jg     1150 <partition+0x50>
cmp    %edx,%esi
jge    116b <partition+0x6b>
mov    %ebp,-0x4(%rdi,%rcx,4)
mov    %eax,(%rbx)
jmp    1110 <partition+0x10>
mov    (%rdi,%r8,4),%ecx
movslq %edx,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%edx
mov    %edx,(%rdi,%r8,4)
mov    %ecx,(%rdi,%rax,4)
pop    %rbx
pop    %rbp
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
%11 = load i32, i32* %5
store i32 %11, i32* %7
%12 = load i32, i32* %5
store i32 %12, i32* %8
%13 = load i32, i32* %6
store i32 %13, i32* %9
br label %14
14: ; preds = %80, %3
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32, i32* %9
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %81
18: ; preds = %14
br label %19
19: ; preds = %37, %18
%20 = load i32*, i32** %4
%21 = load i32, i32* %8
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = load i32, i32* %23
%25 = load i32*, i32** %4
%26 = load i32, i32* %7
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp sle i32 %24, %29
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %19
%32 = load i32, i32* %8
%33 = load i32, i32* %6
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br label %35
35: ; preds = %31, %19
%36 = phi i1 [ false, %19 ], [ %34, %31 ]
br i1 %36, label %37, label %40
37: ; preds = %35
%38 = load i32, i32* %8
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %8
br label %19
40: ; preds = %35
br label %41
41: ; preds = %53, %40
%42 = load i32*, i32** %4
%43 = load i32, i32* %9
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32*, i32** %4
%48 = load i32, i32* %7
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = icmp sgt i32 %46, %51
br i1 %52, label %53, label %56
53: ; preds = %41
%54 = load i32, i32* %9
%55 = add nsw i32 %54, -1
store i32 %55, i32* %9
br label %41
56: ; preds = %41
%57 = load i32, i32* %8
%58 = load i32, i32* %9
%59 = icmp slt i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %80
60: ; preds = %56
%61 = load i32*, i32** %4
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
store i32 %65, i32* %10
%66 = load i32*, i32** %4
%67 = load i32, i32* %9
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = load i32*, i32** %4
%72 = load i32, i32* %8
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
store i32 %70, i32* %74
%75 = load i32, i32* %10
%76 = load i32*, i32** %4
%77 = load i32, i32* %9
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
store i32 %75, i32* %79
br label %80
80: ; preds = %60, %56
br label %14
81: ; preds = %14
%82 = load i32*, i32** %4
%83 = load i32, i32* %7
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
store i32 %86, i32* %10
%87 = load i32*, i32** %4
%88 = load i32, i32* %9
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %87, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = load i32*, i32** %4
%93 = load i32, i32* %7
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %92, i64 %94
store i32 %91, i32* %95
%96 = load i32, i32* %10
%97 = load i32*, i32** %4
%98 = load i32, i32* %9
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %97, i64 %99
store i32 %96, i32* %100
%101 = load i32, i32* %9
ret i32 %101
}

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