int Partition(int *array, int low, int high) {
  int pivotkey = array[low];
  array[0] = array[low];
  while (low < high) {
    while (low < high && array[high] >= pivotkey) {
      high--;
    }
    array[low] = array[high];
    while (low < high && array[low] <= pivotkey) {
      low++;
    }
    array[high] = array[low];
  }
  array[low] = array[0];
  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    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    11f5 <Partition+0xf5>
jmp    113e <Partition+0x3e>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jge    1163 <Partition+0x63>
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    1173 <Partition+0x73>
jmp    1181 <Partition+0x81>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    113e <Partition+0x3e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x16(%rbp)
jge    11bc <Partition+0xbc>
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    11cc <Partition+0xcc>
jmp    11da <Partition+0xda>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1197 <Partition+0x97>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    112d <Partition+0x2d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%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),%r9d
mov    %r9d,(%rdi)
cmp    %edx,%esi
jl     1126 <Partition+0x26>
mov    %r9d,(%rdi,%rsi,4)
ret
mov    %r8,%rcx
mov    %edx,%eax
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
mov    %ecx,(%rdi,%r8,4)
cmp    %r8d,%eax
jge    1198 <Partition+0x98>
cmp    %edx,%eax
jge    1150 <Partition+0x50>
movslq %edx,%rdx
movslq %eax,%rsi
cmp    %r9d,(%rdi,%rdx,4)
jl     1153 <Partition+0x53>
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    %rsi,%rdx
jg     1130 <Partition+0x30>
mov    %eax,%edx
jmp    1153 <Partition+0x53>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq %eax,%rsi
movslq %edx,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%ecx
mov    %ecx,(%rdi,%rsi,4)
cmp    %r8d,%eax
jge    111d <Partition+0x1d>
cmp    %r9d,%ecx
jle    1170 <Partition+0x70>
mov    %rsi,%rax
jmp    1193 <Partition+0x93>
nopl   0x0(%rax)
lea    -0x1(%r8),%rcx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cmp    %rsi,%rcx
je     1115 <Partition+0x15>
lea    0x1(%rsi),%rax
cmp    %r9d,0x4(%rdi,%rsi,4)
mov    %rax,%rsi
jle    1180 <Partition+0x80>
movslq %eax,%rcx
jmp    111a <Partition+0x1a>
mov    (%rdi),%r9d
movslq %eax,%rsi
mov    %r9d,(%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
%13 = load i32*, i32** %4
%14 = load i32, i32* %5
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
%18 = load i32*, i32** %4
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 0
store i32 %17, i32* %19
br label %20
20: ; preds = %69, %3
%21 = load i32, i32* %5
%22 = load i32, i32* %6
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %79
24: ; preds = %20
br label %25
25: ; preds = %39, %24
%26 = load i32, i32* %5
%27 = load i32, i32* %6
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %37
29: ; preds = %25
%30 = load i32*, i32** %4
%31 = load i32, i32* %6
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = load i32, i32* %7
%36 = icmp sge i32 %34, %35
br label %37
37: ; preds = %29, %25
%38 = phi i1 [ false, %25 ], [ %36, %29 ]
br i1 %38, label %39, label %42
39: ; preds = %37
%40 = load i32, i32* %6
%41 = add nsw i32 %40, -1
store i32 %41, i32* %6
br label %25
42: ; preds = %37
%43 = load i32*, i32** %4
%44 = load i32, i32* %6
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32*, i32** %4
%49 = load i32, i32* %5
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
store i32 %47, i32* %51
br label %52
52: ; preds = %66, %42
%53 = load i32, i32* %5
%54 = load i32, i32* %6
%55 = icmp slt i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %64
56: ; preds = %52
%57 = load i32*, i32** %4
%58 = load i32, i32* %5
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = load i32, i32* %7
%63 = icmp sle i32 %61, %62
br label %64
64: ; preds = %56, %52
%65 = phi i1 [ false, %52 ], [ %63, %56 ]
br i1 %65, label %66, label %69
66: ; preds = %64
%67 = load i32, i32* %5
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %5
br label %52
69: ; preds = %64
%70 = load i32*, i32** %4
%71 = load i32, i32* %5
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = load i32*, i32** %4
%76 = load i32, i32* %6
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %77
store i32 %74, i32* %78
br label %20
79: ; preds = %20
%80 = load i32*, i32** %4
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 0
%82 = load i32, i32* %81
%83 = load i32*, i32** %4
%84 = load i32, i32* %5
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %85
store i32 %82, i32* %86
%87 = load i32, i32* %5
ret i32 %87
}

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
store i32 %6, i32* %0
%7 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %7, label %8, label %62
8: ; preds = %3, %55
%9 = phi i32 [ %57, %55 ], [ %1, %3 ]
%10 = phi i32 [ %29, %55 ], [ %2, %3 ]
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %14, label %12
12: ; preds = %8
%13 = sext i32 %9 to i64
br label %27
14: ; preds = %8
%15 = sext i32 %10 to i64
%16 = sext i32 %9 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 [ %10, %12 ], [ %26, %25 ], [ %9, %22 ]
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
store i32 %32, i32* %33
%34 = icmp slt i32 %9, %29
br i1 %34, label %35, label %55
35: ; preds = %27
%36 = icmp sgt i32 %32, %6
br i1 %36, label %37, label %42
37: ; preds = %46, %35
%38 = phi i64 [ %28, %35 ], [ %44, %46 ]
%39 = trunc i64 %38 to i32
%40 = shl i64 %38, 32
%41 = ashr exact i64 %40, 32
br label %50
42: ; preds = %35, %46
%43 = phi i64 [ %44, %46 ], [ %28, %35 ]
%44 = add nsw i64 %43, 1
%45 = icmp eq i64 %44, %30
br i1 %45, label %50, label %46
46: ; preds = %42
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %44
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp sgt i32 %48, %6
br i1 %49, label %37, label %42
50: ; preds = %42, %37
%51 = phi i64 [ %41, %37 ], [ %30, %42 ]
%52 = phi i32 [ %39, %37 ], [ %29, %42 ]
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%54 = load i32, i32* %53
br label %55
55: ; preds = %50, %27
%56 = phi i32 [ %54, %50 ], [ %32, %27 ]
%57 = phi i32 [ %52, %50 ], [ %9, %27 ]
store i32 %56, i32* %31
%58 = icmp slt i32 %57, %29
br i1 %58, label %8, label %59
59: ; preds = %55
%60 = load i32, i32* %0
%61 = sext i32 %57 to i64
br label %62
62: ; preds = %59, %3
%63 = phi i64 [ %61, %59 ], [ %4, %3 ]
%64 = phi i32 [ %60, %59 ], [ %6, %3 ]
%65 = phi i32 [ %57, %59 ], [ %1, %3 ]
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %63
store i32 %64, i32* %66
ret i32 %65
}