int partition(int *array, int low, int high) {
  int pivot = array[low];
  while (low < high) {
    for (; low < high && pivot <= array[high]; --high) {
    }
    array[low] = array[high];
    for (; low < high && pivot >= array[low]; ++low) {
    }
    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    11ee <partition+0xee>
jmp    112d <partition+0x2d>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jge    1152 <partition+0x52>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x15(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1162 <partition+0x62>
jmp    1175 <partition+0x75>
jmp    1167 <partition+0x67>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112d <partition+0x2d>
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    11b0 <partition+0xb0>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
setge  %al
mov    %al,-0x16(%rbp)
mov    -0x16(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11c0 <partition+0xc0>
jmp    11d3 <partition+0xd3>
jmp    11c5 <partition+0xc5>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    118b <partition+0x8b>
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    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,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%r9d
cmp    %edx,%ecx
jl     1123 <partition+0x23>
mov    %r9d,(%rdi,%rcx,4)
ret
mov    %r8,%rcx
mov    %edx,%eax
mov    (%rdi,%rcx,4),%ecx
mov    %ecx,(%rdi,%r8,4)
cmp    %r8d,%eax
jge    119b <partition+0x9b>
cmp    %edx,%eax
jge    1150 <partition+0x50>
movslq %edx,%rdx
movslq %eax,%rsi
nopl   (%rax)
cmp    (%rdi,%rdx,4),%r9d
jg     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    111a <partition+0x1a>
cmp    %ecx,%r9d
jge    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     1112 <partition+0x12>
lea    0x1(%rsi),%rax
cmp    0x4(%rdi,%rsi,4),%r9d
mov    %rax,%rsi
jge    1180 <partition+0x80>
movslq %eax,%rcx
jmp    1117 <partition+0x17>
movslq %eax,%rcx
mov    %r9d,(%rdi,%rcx,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 = %64, %3
%14 = load i32, i32* %5
%15 = load i32, i32* %6
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %74
17: ; preds = %13
br label %18
18: ; preds = %33, %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* %7
%24 = load i32*, i32** %4
%25 = load i32, i32* %6
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = icmp sle i32 %23, %28
br label %30
30: ; preds = %22, %18
%31 = phi i1 [ false, %18 ], [ %29, %22 ]
br i1 %31, label %32, label %36
32: ; preds = %30
br label %33
33: ; preds = %32
%34 = load i32, i32* %6
%35 = add nsw i32 %34, -1
store i32 %35, i32* %6
br label %18
36: ; preds = %30
%37 = load i32*, i32** %4
%38 = load i32, i32* %6
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = load i32*, i32** %4
%43 = load i32, i32* %5
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
store i32 %41, i32* %45
br label %46
46: ; preds = %61, %36
%47 = load i32, i32* %5
%48 = load i32, i32* %6
%49 = icmp slt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %58
50: ; preds = %46
%51 = load i32, i32* %7
%52 = load i32*, i32** %4
%53 = load i32, i32* %5
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp sge i32 %51, %56
br label %58
58: ; preds = %50, %46
%59 = phi i1 [ false, %46 ], [ %57, %50 ]
br i1 %59, label %60, label %64
60: ; preds = %58
br label %61
61: ; preds = %60
%62 = load i32, i32* %5
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %5
br label %46
64: ; preds = %58
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %5
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = load i32*, i32** %4
%71 = load i32, i32* %6
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
store i32 %69, i32* %73
br label %13
74: ; preds = %13
%75 = load i32, i32* %7
%76 = load i32*, i32** %4
%77 = load i32, i32* %5
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
store i32 %75, i32* %79
%80 = load i32, i32* %5
ret i32 %80
}

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 %61
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 sgt i32 %6, %20
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 slt i32 %6, %32
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 slt i32 %6, %48
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 = sext i32 %57 to i64
br label %61
61: ; preds = %59, %3
%62 = phi i64 [ %60, %59 ], [ %4, %3 ]
%63 = phi i32 [ %57, %59 ], [ %1, %3 ]
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %62
store i32 %6, i32* %64
ret i32 %63
}