int partition(int *a, int l, int r) {
  int piviot, i, j, temp, flag = 0;
  piviot = *(a + l);
  i = l + 1;
  j = r;
  while (i <= j) {
    flag = 0;
    while (*(a + i) < piviot && i < r) {
      i++;
    }
    while (*(a + j) > piviot && j > l) {
      j--;
      if (j < i) {
        flag = 1;
        break;
      }
    }
    if (flag == 0 && j != i) {
      temp = *(a + i);
      *(a + i) = *(a + j);
      *(a + j) = temp;
    }
    if (j == i)
      break;
  }
  if (l != j) {
    temp = *(a + l);
    *(a + l) = *(a + j);
    *(a + j) = temp;
  }
  return j;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jg     1246 <partition+0x146>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x25(%rbp)
jge    116a <partition+0x6a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x25(%rbp)
mov    -0x25(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    117a <partition+0x7a>
jmp    1188 <partition+0x88>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1145 <partition+0x45>
jmp    118d <partition+0x8d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x26(%rbp)
jle    11b2 <partition+0xb2>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x26(%rbp)
mov    -0x26(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11c2 <partition+0xc2>
jmp    11e8 <partition+0xe8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11e3 <partition+0xe3>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
jmp    11e8 <partition+0xe8>
jmp    118d <partition+0x8d>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jne    1230 <partition+0x130>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
je     1230 <partition+0x130>
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)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jne    1241 <partition+0x141>
jmp    1246 <partition+0x146>
jmp    1132 <partition+0x32>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
je     1284 <partition+0x184>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%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 -0xc(%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   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%eax
movslq %esi,%r9
cmp    %edx,%r9d
jge    11de <partition+0xde>
mov    (%rdi,%r9,4),%r14d
movabs $0xffffffff00000000,%r8
ff ff ff
lea    0x1(%r9),%r15d
movslq %eax,%r10
movabs $0x100000000,%r11
jmp    1149 <partition+0x49>
nopl   0x0(%rax)
cmp    %r15d,%eax
jl     11de <partition+0xde>
movslq %r15d,%rdx
lea    -0x1(%rdx),%r15d
mov    %rdx,%rbx
shl    $0x20,%rbx
add    %r8,%rbx
mov    %edx,%ebp
sub    %eax,%ebp
xchg   %ax,%ax
mov    %ebp,%ecx
add    %r11,%rbx
mov    (%rdi,%rdx,4),%r12d
lea    0x1(%rdx),%r13
add    $0x1,%r15d
cmp    %r14d,%r12d
jge    1181 <partition+0x81>
lea    0x1(%rcx),%ebp
cmp    %r10,%rdx
mov    %r13,%rdx
jl     1160 <partition+0x60>
movslq %eax,%rbp
sar    $0x20,%rbx
mov    %rbp,%rdx
shl    $0x20,%rdx
nop
cmp    %r14d,(%rdi,%rbp,4)
jle    11c0 <partition+0xc0>
cmp    %r9,%rbp
jle    11c0 <partition+0xc0>
lea    -0x1(%rbp),%rax
add    %r8,%rdx
add    $0x1,%ecx
cmp    %rbx,%rbp
mov    %rax,%rbp
jg     1190 <partition+0x90>
test   %ecx,%ecx
jne    1140 <partition+0x40>
jmp    11db <partition+0xdb>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
test   %ecx,%ecx
je     11fe <partition+0xfe>
sar    $0x1e,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,1),%eax
mov    %eax,-0x4(%rdi,%r13,4)
mov    %r12d,(%rdi,%rdx,1)
mov    %ebp,%eax
jmp    1140 <partition+0x40>
mov    %r15d,%eax
cmp    %esi,%eax
je     11f3 <partition+0xf3>
mov    (%rdi,%r9,4),%ecx
movslq %eax,%rdx
mov    (%rdi,%rdx,4),%esi
mov    %esi,(%rdi,%r9,4)
mov    %ecx,(%rdi,%rdx,4)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r15d,%eax
cmp    %esi,%eax
jne    11e2 <partition+0xe2>
jmp    11f3 <partition+0xf3>

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
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %11
%12 = load i32*, i32** %4
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
store i32 %16, i32* %7
%17 = load i32, i32* %5
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %8
%19 = load i32, i32* %6
store i32 %19, i32* %9
br label %20
20: ; preds = %97, %3
%21 = load i32, i32* %8
%22 = load i32, i32* %9
%23 = icmp sle i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %98
24: ; preds = %20
store i32 0, i32* %11
br label %25
25: ; preds = %39, %24
%26 = load i32*, i32** %4
%27 = load i32, i32* %8
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = load i32, i32* %7
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %37
33: ; preds = %25
%34 = load i32, i32* %8
%35 = load i32, i32* %6
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br label %37
37: ; preds = %33, %25
%38 = phi i1 [ false, %25 ], [ %36, %33 ]
br i1 %38, label %39, label %42
39: ; preds = %37
%40 = load i32, i32* %8
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %8
br label %25
42: ; preds = %37
br label %43
43: ; preds = %64, %42
%44 = load i32*, i32** %4
%45 = load i32, i32* %9
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32, i32* %7
%50 = icmp sgt i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %55
51: ; preds = %43
%52 = load i32, i32* %9
%53 = load i32, i32* %5
%54 = icmp sgt i32 %52, %53
br label %55
55: ; preds = %51, %43
%56 = phi i1 [ false, %43 ], [ %54, %51 ]
br i1 %56, label %57, label %65
57: ; preds = %55
%58 = load i32, i32* %9
%59 = add nsw i32 %58, -1
store i32 %59, i32* %9
%60 = load i32, i32* %9
%61 = load i32, i32* %8
%62 = icmp slt i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %64
63: ; preds = %57
store i32 1, i32* %11
br label %65
64: ; preds = %57
br label %43
65: ; preds = %63, %55
%66 = load i32, i32* %11
%67 = icmp eq i32 %66, 0
br i1 %67, label %68, label %92
68: ; preds = %65
%69 = load i32, i32* %9
%70 = load i32, i32* %8
%71 = icmp ne i32 %69, %70
br i1 %71, label %72, label %92
72: ; preds = %68
%73 = load i32*, i32** %4
%74 = load i32, i32* %8
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
store i32 %77, i32* %10
%78 = load i32*, i32** %4
%79 = load i32, i32* %9
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = load i32*, i32** %4
%84 = load i32, i32* %8
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %85
store i32 %82, i32* %86
%87 = load i32, i32* %10
%88 = load i32*, i32** %4
%89 = load i32, i32* %9
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %90
store i32 %87, i32* %91
br label %92
92: ; preds = %72, %68, %65
%93 = load i32, i32* %9
%94 = load i32, i32* %8
%95 = icmp eq i32 %93, %94
br i1 %95, label %96, label %97
96: ; preds = %92
br label %98
97: ; preds = %92
br label %20
98: ; preds = %96, %20
%99 = load i32, i32* %5
%100 = load i32, i32* %9
%101 = icmp ne i32 %99, %100
br i1 %101, label %102, label %122
102: ; preds = %98
%103 = load i32*, i32** %4
%104 = load i32, i32* %5
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 %105
%107 = load i32, i32* %106
store i32 %107, i32* %10
%108 = load i32*, i32** %4
%109 = load i32, i32* %9
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %108, i64 %110
%112 = load i32, i32* %111
%113 = load i32*, i32** %4
%114 = load i32, i32* %5
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = getelementptr inbounds i32, i32* %113, i64 %115
store i32 %112, i32* %116
%117 = load i32, i32* %10
%118 = load i32*, i32** %4
%119 = load i32, i32* %9
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %118, i64 %120
store i32 %117, i32* %121
br label %122
122: ; preds = %102, %98
%123 = load i32, i32* %9
ret i32 %123
}

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 %57
8: ; preds = %3
%9 = add nsw i32 %1, 1
%10 = sext i32 %2 to i64
br label %11
11: ; preds = %8, %42
%12 = phi i32 [ %43, %42 ], [ %2, %8 ]
%13 = phi i32 [ %25, %42 ], [ %9, %8 ]
%14 = sext i32 %13 to i64
br label %15
15: ; preds = %15, %11
%16 = phi i64 [ %22, %15 ], [ %14, %11 ]
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = icmp slt i32 %18, %6
%20 = icmp slt i64 %16, %10
%21 = select i1 %19, i1 %20, i1 false
%22 = add nsw i64 %16, 1
br i1 %21, label %15, label %23
23: ; preds = %15
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %16
%25 = trunc i64 %16 to i32
%26 = sext i32 %12 to i64
%27 = shl i64 %16, 32
%28 = ashr exact i64 %27, 32
br label %29
29: ; preds = %23, %36
%30 = phi i64 [ %26, %23 ], [ %37, %36 ]
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = icmp sgt i32 %32, %6
%34 = icmp sgt i64 %30, %4
%35 = select i1 %33, i1 %34, i1 false
br i1 %35, label %36, label %45
36: ; preds = %29
%37 = add nsw i64 %30, -1
%38 = icmp sgt i64 %30, %28
br i1 %38, label %29, label %39
39: ; preds = %36
%40 = trunc i64 %37 to i32
%41 = icmp eq i32 %40, %25
br i1 %41, label %55, label %42
42: ; preds = %39, %48
%43 = phi i32 [ %40, %39 ], [ %46, %48 ]
%44 = icmp slt i32 %43, %25
br i1 %44, label %57, label %11
45: ; preds = %29
%46 = trunc i64 %30 to i32
%47 = icmp eq i32 %46, %25
br i1 %47, label %53, label %48
48: ; preds = %45
%49 = shl i64 %30, 32
%50 = ashr exact i64 %49, 32
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
store i32 %52, i32* %24
store i32 %18, i32* %51
br label %42
53: ; preds = %45
%54 = trunc i64 %16 to i32
br label %57
55: ; preds = %39
%56 = trunc i64 %16 to i32
br label %57
57: ; preds = %42, %53, %55, %3
%58 = phi i32 [ %2, %3 ], [ %54, %53 ], [ %56, %55 ], [ %43, %42 ]
%59 = icmp eq i32 %58, %1
br i1 %59, label %65, label %60
60: ; preds = %57
%61 = load i32, i32* %5
%62 = sext i32 %58 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
store i32 %64, i32* %5
store i32 %61, i32* %63
br label %65
65: ; preds = %60, %57
ret i32 %58
}