#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
void *calloc(int, size_t);
int /*<<< orphan*/ free(void *);
int /*<<< orphan*/ memcpy(char *, void *, size_t);
int partition(void *base, size_t lo, size_t hi, size_t width,
              int (*cmp)(const void *, const void *)) {
  void *buffer = calloc(1, width);
  void *pivot = (char *)base + lo * width;
  int i = lo;
  int j = hi;
  while (1) {
    while (cmp((char *)base + ++i * width, pivot) < 0) {
      if (i == hi - 1) {
        break;
      }
    }
    while (cmp((char *)base + --j * width, pivot) > 0) {
      if (j == lo) {
        break;
      }
    }
    if (i >= j) {
      break;
    }
    memcpy(buffer, (char *)base + i * width, width);
    memcpy((char *)base + i * width, (char *)base + j * width, width);
    memcpy((char *)base + j * width, buffer, width);
  }
  memcpy(buffer, pivot, width);
  memcpy(pivot, (char *)base + j * width, width);
  memcpy((char *)base + j * width, buffer, width);
  free(buffer);
  return j;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    $0x1,%edi
call   1040 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1185 <partition+0x55>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0x3c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
call   *%rax
cmp    $0x0,%eax
jge    11cf <partition+0x9f>
movslq -0x3c(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    11ca <partition+0x9a>
jmp    11cf <partition+0x9f>
jmp    1185 <partition+0x55>
jmp    11d4 <partition+0xa4>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x40(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
imul   -0x20(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
call   *%rax
cmp    $0x0,%eax
jle    1217 <partition+0xe7>
movslq -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jne    1212 <partition+0xe2>
jmp    1217 <partition+0xe7>
jmp    11d4 <partition+0xa4>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x40(%rbp),%eax
jl     1228 <partition+0xf8>
jmp    1290 <partition+0x160>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x3c(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x3c(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x40(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x40(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
jmp    1180 <partition+0x50>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x40(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x40(%rbp),%rax
imul   -0x20(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x68,%rsp
mov    %r8,0x38(%rsp)
mov    %rcx,%r14
mov    %rdx,%r15
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%rbp
mov    $0x1,%edi
mov    %rcx,%rsi
call   1040 <calloc@plt>
mov    %rax,0x18(%rsp)
mov    %r14,%rax
imul   %rbx,%rax
mov    %rbp,0x28(%rsp)
add    %rbp,%rax
mov    %rax,0x10(%rsp)
mov    $0x2,%ecx
mov    %r15,%rax
mov    %r15,0x8(%rsp)
sub    %r15,%rcx
mov    %rcx,0x48(%rsp)
mov    %r14,%rax
neg    %rax
mov    %rax,0x60(%rsp)
mov    %rbx,%rax
not    %rax
mov    %rax,0x40(%rsp)
mov    %r14,0x20(%rsp)
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %rbx,0x58(%rsp)
movslq %ebx,%rcx
mov    %r14,%r12
imul   %rcx,%r12
mov    0x28(%rsp),%rax
add    %rax,%r12
lea    0x1(%rcx),%rbp
imul   %r14,%rbp
add    %rax,%rbp
mov    0x48(%rsp),%rax
mov    %rcx,0x30(%rsp)
lea    (%rax,%rcx,1),%r15
xor    %ebx,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %rbp,%rdi
mov    0x10(%rsp),%rsi
call   *0x38(%rsp)
lea    -0x1(%rbx),%r13
add    %r14,%r12
test   %eax,%eax
jns    1212 <partition+0xe2>
add    %r14,%rbp
cmp    %rbx,%r15
mov    %r13,%rbx
jne    11f0 <partition+0xc0>
movslq 0x8(%rsp),%rcx
sub    %r13,0x30(%rsp)
mov    %r14,%r15
imul   %rcx,%r15
mov    0x28(%rsp),%rax
add    %rax,%r15
lea    -0x1(%rcx),%rbp
imul   %r14,%rbp
add    %rax,%rbp
mov    0x40(%rsp),%rax
mov    %rcx,0x50(%rsp)
lea    (%rax,%rcx,1),%rbx
xor    %r14d,%r14d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbp,%rdi
mov    0x10(%rsp),%rsi
call   *0x38(%rsp)
mov    0x60(%rsp),%rdx
lea    0x1(%r14),%rcx
add    %rdx,%r15
test   %eax,%eax
jle    1277 <partition+0x147>
add    %rdx,%rbp
cmp    %r14,%rbx
mov    %rcx,%r14
jne    1250 <partition+0x120>
mov    0x58(%rsp),%rdx
sub    %r13d,%edx
mov    0x8(%rsp),%rbp
mov    %ebp,%eax
sub    %ecx,%eax
cmp    %eax,%edx
jge    12d7 <partition+0x1a7>
mov    0x50(%rsp),%rbp
sub    %rcx,%rbp
mov    0x18(%rsp),%rbx
mov    %rbx,%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    0x20(%rsp),%r14
mov    %r14,%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %r14,%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %r15,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r14,%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    0x30(%rsp),%rbx
mov    %rbp,0x8(%rsp)
jmp    11b0 <partition+0x80>
sub    %ecx,%ebp
mov    0x18(%rsp),%r14
mov    %r14,%rdi
mov    0x10(%rsp),%r12
mov    %r12,%rsi
mov    0x20(%rsp),%rbx
mov    %rbx,%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %rbx,%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %r15,%rdi
mov    %r14,%rsi
mov    %rbx,%rdx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %r14,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %ebp,%eax
add    $0x68,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @partition(i8* %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3, i32 (i8*, i8*)* %4) {
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i32 (i8*, i8*)*
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i8* %0, i8** %6
store i64 %1, i64* %7
store i64 %2, i64* %8
store i64 %3, i64* %9
store i32 (i8*, i8*)* %4, i32 (i8*, i8*)** %10
%15 = load i64, i64* %9
%16 = call i8* @calloc(i32 1, i64 %15)
store i8* %16, i8** %11
%17 = load i8*, i8** %6
%18 = load i64, i64* %7
%19 = load i64, i64* %9
%20 = mul i64 %18, %19
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %17, i64 %20
store i8* %21, i8** %12
%22 = load i64, i64* %7
%23 = trunc i64 %22 to i32
store i32 %23, i32* %13
%24 = load i64, i64* %8
%25 = trunc i64 %24 to i32
store i32 %25, i32* %14
br label %26
26: ; preds = %5, %72
br label %27
27: ; preds = %46, %26
%28 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %10
%29 = load i8*, i8** %6
%30 = load i32, i32* %13
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %13
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = load i64, i64* %9
%34 = mul i64 %32, %33
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i64 %34
%36 = load i8*, i8** %12
%37 = call i32 %28(i8* %35, i8* %36)
%38 = icmp slt i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %47
39: ; preds = %27
%40 = load i32, i32* %13
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = load i64, i64* %8
%43 = sub i64 %42, 1
%44 = icmp eq i64 %41, %43
br i1 %44, label %45, label %46
45: ; preds = %39
br label %47
46: ; preds = %39
br label %27
47: ; preds = %45, %27
br label %48
48: ; preds = %66, %47
%49 = load i32 (i8*, i8*)*, i32 (i8*, i8*)** %10
%50 = load i8*, i8** %6
%51 = load i32, i32* %14
%52 = add nsw i32 %51, -1
store i32 %52, i32* %14
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = load i64, i64* %9
%55 = mul i64 %53, %54
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i64 %55
%57 = load i8*, i8** %12
%58 = call i32 %49(i8* %56, i8* %57)
%59 = icmp sgt i32 %58, 0
br i1 %59, label %60, label %67
60: ; preds = %48
%61 = load i32, i32* %14
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = load i64, i64* %7
%64 = icmp eq i64 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %66
65: ; preds = %60
br label %67
66: ; preds = %60
br label %48
67: ; preds = %65, %48
%68 = load i32, i32* %13
%69 = load i32, i32* %14
%70 = icmp sge i32 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %72
71: ; preds = %67
br label %105
72: ; preds = %67
%73 = load i8*, i8** %11
%74 = load i8*, i8** %6
%75 = load i32, i32* %13
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = load i64, i64* %9
%78 = mul i64 %76, %77
%79 = getelementptr inbounds i8, i8* %74, i64 %78
%80 = load i64, i64* %9
%81 = call i32 @memcpy(i8* %73, i8* %79, i64 %80)
%82 = load i8*, i8** %6
%83 = load i32, i32* %13
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = load i64, i64* %9
%86 = mul i64 %84, %85
%87 = getelementptr inbounds i8, i8* %82, i64 %86
%88 = load i8*, i8** %6
%89 = load i32, i32* %14
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = load i64, i64* %9
%92 = mul i64 %90, %91
%93 = getelementptr inbounds i8, i8* %88, i64 %92
%94 = load i64, i64* %9
%95 = call i32 @memcpy(i8* %87, i8* %93, i64 %94)
%96 = load i8*, i8** %6
%97 = load i32, i32* %14
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = load i64, i64* %9
%100 = mul i64 %98, %99
%101 = getelementptr inbounds i8, i8* %96, i64 %100
%102 = load i8*, i8** %11
%103 = load i64, i64* %9
%104 = call i32 @memcpy(i8* %101, i8* %102, i64 %103)
br label %26
105: ; preds = %71
%106 = load i8*, i8** %11
%107 = load i8*, i8** %12
%108 = load i64, i64* %9
%109 = call i32 @memcpy(i8* %106, i8* %107, i64 %108)
%110 = load i8*, i8** %12
%111 = load i8*, i8** %6
%112 = load i32, i32* %14
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = load i64, i64* %9
%115 = mul i64 %113, %114
%116 = getelementptr inbounds i8, i8* %111, i64 %115
%117 = load i64, i64* %9
%118 = call i32 @memcpy(i8* %110, i8* %116, i64 %117)
%119 = load i8*, i8** %6
%120 = load i32, i32* %14
%121 = sext i32 %120 to i64
%122 = load i64, i64* %9
%123 = mul i64 %121, %122
%124 = getelementptr inbounds i8, i8* %119, i64 %123
%125 = load i8*, i8** %11
%126 = load i64, i64* %9
%127 = call i32 @memcpy(i8* %124, i8* %125, i64 %126)
%128 = load i8*, i8** %11
%129 = call i32 @free(i8* %128)
%130 = load i32, i32* %14
ret i32 %130
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i8* %0, i64 %1, i64 %2, i64 %3, i32 (i8*, i8*)* nocapture %4) {
%6 = tail call i8* @calloc(i32 1, i64 %3)
%7 = mul i64 %3, %1
%8 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %7
%9 = add i64 %2, -1
br label %10
10: ; preds = %40, %5
%11 = phi i64 [ %1, %5 ], [ %17, %40 ]
%12 = phi i64 [ %2, %5 ], [ %29, %40 ]
%13 = shl i64 %11, 32
%14 = ashr exact i64 %13, 32
br label %15
15: ; preds = %15, %10
%16 = phi i64 [ %17, %15 ], [ %14, %10 ]
%17 = add nsw i64 %16, 1
%18 = mul i64 %17, %3
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %18
%20 = tail call i32 %4(i8* %19, i8* %8)
%21 = icmp sgt i32 %20, -1
%22 = icmp eq i64 %9, %17
%23 = select i1 %21, i1 true, i1 %22
br i1 %23, label %24, label %15
24: ; preds = %15
%25 = shl i64 %12, 32
%26 = ashr exact i64 %25, 32
br label %27
27: ; preds = %24, %27
%28 = phi i64 [ %26, %24 ], [ %29, %27 ]
%29 = add i64 %28, -1
%30 = mul i64 %29, %3
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %30
%32 = tail call i32 %4(i8* %31, i8* %8)
%33 = icmp slt i32 %32, 1
%34 = icmp eq i64 %29, %1
%35 = select i1 %33, i1 true, i1 %34
br i1 %35, label %36, label %27
36: ; preds = %27
%37 = trunc i64 %17 to i32
%38 = trunc i64 %29 to i32
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %44
40: ; preds = %36
%41 = tail call i32 @memcpy(i8* %6, i8* %19, i64 %3)
%42 = tail call i32 @memcpy(i8* %19, i8* %31, i64 %3)
%43 = tail call i32 @memcpy(i8* %31, i8* %6, i64 %3)
br label %10
44: ; preds = %36
%45 = trunc i64 %29 to i32
%46 = tail call i32 @memcpy(i8* %6, i8* %8, i64 %3)
%47 = tail call i32 @memcpy(i8* %8, i8* %31, i64 %3)
%48 = tail call i32 @memcpy(i8* %31, i8* %6, i64 %3)
%49 = tail call i32 @free(i8* %6)
ret i32 %45
}