#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 */
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int *);
int partition(int *arr, int first, int last) {
  int pivot = arr[first], done = 0, left = first + 1, right = last;
  while (!done) {
    while (left <= right && arr[left] <= pivot)
      left++;
    while (left <= right && arr[right >= pivot])
      right--;
    if (right < left) {
      done = 1;
    } else {
      swap(&arr[left], &arr[right]);
    }
  }
  swap(&arr[right], &arr[first]);
  return right;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
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)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
setne  %al
xor    $0xff,%al
test   $0x1,%al
jne    115c <partition+0x4c>
jmp    1238 <partition+0x128>
jmp    1161 <partition+0x51>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jg     1186 <partition+0x76>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1196 <partition+0x86>
jmp    11a4 <partition+0x94>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1161 <partition+0x51>
jmp    11a9 <partition+0x99>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x22(%rbp)
jg     11da <partition+0xca>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
setge  %cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
setne  %al
mov    %al,-0x22(%rbp)
mov    -0x22(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11ea <partition+0xda>
jmp    11f8 <partition+0xe8>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11a9 <partition+0x99>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1210 <partition+0x100>
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
jmp    1233 <partition+0x123>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1030 <swap@plt>
jmp    1146 <partition+0x36>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
movslq -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%ebx
mov    %rdi,%r15
movslq %esi,%r12
lea    (%rdi,%r12,4),%r14
mov    (%rdi,%r12,4),%ebp
add    $0x1,%r12d
movslq %ebx,%rax
cmp    %ebx,%r12d
jg     1157 <partition+0x47>
movslq %r12d,%rcx
lea    0x1(%rbx),%edx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
xchg   %ax,%ax
cmp    %ebp,0x4(%r15,%rcx,4)
jg     1157 <partition+0x47>
add    $0x1,%r12d
add    $0x1,%rcx
cmp    %rax,%rcx
jl     1140 <partition+0x30>
mov    %edx,%r12d
cmp    %ebx,%r12d
jg     1195 <partition+0x85>
lea    (%r15,%rax,4),%rsi
xor    %eax,%eax
cmp    %ebp,%ebx
setge  %al
cmpl   $0x0,(%r15,%rax,4)
je     1180 <partition+0x70>
lea    -0x1(%rbx),%eax
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
cmp    %ebx,%r12d
mov    %eax,%ebx
jl     1160 <partition+0x50>
jmp    118e <partition+0x7e>
xchg   %ax,%ax
movslq %r12d,%rax
lea    (%r15,%rax,4),%rdi
call   1030 <swap@plt>
jmp    112c <partition+0x1c>
add    $0xffffffff,%r12d
mov    %r12d,%ebx
movslq %ebx,%rbx
lea    (%r15,%rbx,4),%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <swap@plt>
mov    %ebx,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
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
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32*, i32** %4
%12 = load i32, i32* %5
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
store i32 %15, i32* %7
store i32 0, i32* %8
%16 = load i32, i32* %5
%17 = add nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %9
%18 = load i32, i32* %6
store i32 %18, i32* %10
br label %19
19: ; preds = %76, %3
%20 = load i32, i32* %8
%21 = icmp ne i32 %20, 0
%22 = xor i1 %21, true
br i1 %22, label %23, label %77
23: ; preds = %19
br label %24
24: ; preds = %38, %23
%25 = load i32, i32* %9
%26 = load i32, i32* %10
%27 = icmp sle i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %36
28: ; preds = %24
%29 = load i32*, i32** %4
%30 = load i32, i32* %9
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = load i32, i32* %7
%35 = icmp sle i32 %33, %34
br label %36
36: ; preds = %28, %24
%37 = phi i1 [ false, %24 ], [ %35, %28 ]
br i1 %37, label %38, label %41
38: ; preds = %36
%39 = load i32, i32* %9
%40 = add nsw i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %9
br label %24
41: ; preds = %36
br label %42
42: ; preds = %58, %41
%43 = load i32, i32* %9
%44 = load i32, i32* %10
%45 = icmp sle i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %56
46: ; preds = %42
%47 = load i32*, i32** %4
%48 = load i32, i32* %10
%49 = load i32, i32* %7
%50 = icmp sge i32 %48, %49
%51 = zext i1 %50 to i32
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = icmp ne i32 %54, 0
br label %56
56: ; preds = %46, %42
%57 = phi i1 [ false, %42 ], [ %55, %46 ]
br i1 %57, label %58, label %61
58: ; preds = %56
%59 = load i32, i32* %10
%60 = add nsw i32 %59, -1
store i32 %60, i32* %10
br label %42
61: ; preds = %56
%62 = load i32, i32* %10
%63 = load i32, i32* %9
%64 = icmp slt i32 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %66
65: ; preds = %61
store i32 1, i32* %8
br label %76
66: ; preds = %61
%67 = load i32*, i32** %4
%68 = load i32, i32* %9
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 %69
%71 = load i32*, i32** %4
%72 = load i32, i32* %10
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
%75 = call i32 @swap(i32* %70, i32* %74)
br label %76
76: ; preds = %66, %65
br label %19
77: ; preds = %19
%78 = load i32*, i32** %4
%79 = load i32, i32* %10
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %78, i64 %80
%82 = load i32*, i32** %4
%83 = load i32, i32* %5
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = call i32 @swap(i32* %81, i32* %85)
%87 = load i32, i32* %10
ret i32 %87
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* %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 = add nsw i32 %1, 1
br label %8
8: ; preds = %39, %3
%9 = phi i32 [ %2, %3 ], [ %30, %39 ]
%10 = phi i32 [ %7, %3 ], [ %27, %39 ]
%11 = icmp sgt i32 %10, %9
br i1 %11, label %26, label %12
12: ; preds = %8
%13 = sext i32 %10 to i64
%14 = sext i32 %9 to i64
%15 = add i32 %9, 1
br label %16
16: ; preds = %12, %21
%17 = phi i64 [ %13, %12 ], [ %22, %21 ]
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp sgt i32 %19, %6
br i1 %20, label %24, label %21
21: ; preds = %16
%22 = add nsw i64 %17, 1
%23 = icmp slt i64 %17, %14
br i1 %23, label %16, label %26
24: ; preds = %16
%25 = trunc i64 %17 to i32
br label %26
26: ; preds = %21, %24, %8
%27 = phi i32 [ %10, %8 ], [ %25, %24 ], [ %15, %21 ]
%28 = icmp sgt i32 %27, %9
br i1 %28, label %47, label %29
29: ; preds = %26, %36
%30 = phi i32 [ %37, %36 ], [ %9, %26 ]
%31 = icmp sge i32 %30, %6
%32 = zext i1 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %32
%34 = load i32, i32* %33
%35 = icmp eq i32 %34, 0
br i1 %35, label %39, label %36
36: ; preds = %29
%37 = add nsw i32 %30, -1
%38 = icmp slt i32 %27, %30
br i1 %38, label %29, label %45
39: ; preds = %29
%40 = sext i32 %27 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = sext i32 %30 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
%44 = tail call i32 @swap(i32* %41, i32* %43)
br label %8
45: ; preds = %36
%46 = add i32 %27, -1
br label %47
47: ; preds = %26, %45
%48 = phi i32 [ %46, %45 ], [ %9, %26 ]
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %49
%51 = tail call i32 @swap(i32* %50, i32* %5)
ret i32 %48
}