int partition(int a[], int i, int j) {
  int temp;
  int pivot = a[(i + j) / 2];
  while (i <= j) {
    while (a[i] <= pivot)
      i++;
    while (a[j] >= pivot)
      j--;
    if (i <= j) {
      temp = a[i];
      a[i] = a[j];
      a[j] = temp;
      i++, j--;
    }
  }
  return i;
}


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
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     11e2 <partition+0xe2>
jmp    1144 <partition+0x44>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jg     1166 <partition+0x66>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1144 <partition+0x44>
jmp    116b <partition+0x6b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     118d <partition+0x8d>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    116b <partition+0x6b>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jg     11dd <partition+0xdd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
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    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1133 <partition+0x33>
mov    -0xc(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %rbx
mov    %esi,%eax
cmp    %edx,%esi
jle    110b <partition+0xb>
pop    %rbx
pop    %rbp
ret
lea    (%rdx,%rax,1),%ecx
mov    %ecx,%esi
shr    $0x1f,%esi
add    %ecx,%esi
sar    %esi
movslq %esi,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%r9d
lea    0x4(%rdi),%r8
jmp    1136 <partition+0x36>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %ebp,%edx
cmp    %ebp,%eax
jg     1108 <partition+0x8>
movslq %eax,%rcx
lea    (%rdi,%rcx,4),%rcx
mov    %eax,%r11d
mov    (%rcx),%r10d
add    $0x4,%rcx
add    $0x1,%r11d
cmp    %r9d,%r10d
jle    1140 <partition+0x40>
lea    -0x1(%r11),%eax
movslq %edx,%rsi
lea    (%r8,%rsi,4),%rsi
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x4(%rsi),%ebx
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
add    $0xffffffff,%edx
cmp    %r9d,%ebx
jge    1160 <partition+0x60>
lea    0x1(%rdx),%ebp
cmp    %ebp,%eax
jg     1130 <partition+0x30>
mov    %ebx,-0x4(%rcx)
mov    %r10d,(%rsi)
mov    %edx,%ebp
mov    %r11d,%eax
jmp    1130 <partition+0x30>

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

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