int partition(int *arr, int left, int right) {
  int i, j, tmp;
  j = left;
  for (i = left; i < right; ++i) {
    if (arr[i] < arr[right]) {
      tmp = arr[i];
      arr[i] = arr[j];
      arr[j++] = tmp;
    }
  }
  tmp = arr[j];
  arr[j] = arr[right];
  arr[right] = tmp;
  return j;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1191 <partition+0x91>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    117e <partition+0x7e>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1183 <partition+0x83>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    111a <partition+0x1a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
movslq %edx,%r10
cmp    %edx,%esi
jge    1137 <partition+0x37>
movslq %esi,%rax
sub    %esi,%edx
mov    %rax,%r8
not    %r8
test   $0x1,%dl
je     1132 <partition+0x32>
mov    (%rdi,%rax,4),%r9d
cmp    (%rdi,%r10,4),%r9d
jge    112e <partition+0x2e>
mov    (%rdi,%rax,4),%edx
mov    %edx,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%esi
mov    %r9d,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%rax
add    %r10,%r8
jne    1159 <partition+0x59>
movslq %esi,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%ecx
mov    (%rdi,%r10,4),%edx
mov    %edx,(%rdi,%rax,4)
mov    %ecx,(%rdi,%r10,4)
ret
nopl   0x0(%rax)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%r10
je     1137 <partition+0x37>
mov    (%rdi,%rax,4),%edx
cmp    (%rdi,%r10,4),%edx
jge    1171 <partition+0x71>
movslq %esi,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%esi
mov    %esi,(%rdi,%rax,4)
lea    0x1(%rcx),%esi
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
mov    0x4(%rdi,%rax,4),%edx
cmp    (%rdi,%r10,4),%edx
jge    1150 <partition+0x50>
movslq %esi,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%esi
mov    %esi,0x4(%rdi,%rax,4)
lea    0x1(%rcx),%esi
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
jmp    1150 <partition+0x50>

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %1, %2
%5 = sext i32 %2 to i64
br i1 %4, label %6, label %60
6: ; preds = %3
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %5
%8 = sext i32 %1 to i64
%9 = sub nsw i64 %5, %8
%10 = xor i64 %8, -1
%11 = and i64 %9, 1
%12 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %12, label %26, label %13
13: ; preds = %6
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%15 = load i32, i32* %14
%16 = load i32, i32* %7
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %23
18: ; preds = %13
%19 = sext i32 %1 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
store i32 %21, i32* %14
%22 = add nsw i32 %1, 1
store i32 %15, i32* %20
br label %23
23: ; preds = %18, %13
%24 = phi i32 [ %22, %18 ], [ %1, %13 ]
%25 = add nsw i64 %8, 1
br label %26
26: ; preds = %23, %6
%27 = phi i32 [ undef, %6 ], [ %24, %23 ]
%28 = phi i64 [ %8, %6 ], [ %25, %23 ]
%29 = phi i32 [ %1, %6 ], [ %24, %23 ]
%30 = sub nsw i64 0, %5
%31 = icmp eq i64 %10, %30
br i1 %31, label %60, label %32
32: ; preds = %26, %56
%33 = phi i64 [ %58, %56 ], [ %28, %26 ]
%34 = phi i32 [ %57, %56 ], [ %29, %26 ]
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%36 = load i32, i32* %35
%37 = load i32, i32* %7
%38 = icmp slt i32 %36, %37
br i1 %38, label %39, label %44
39: ; preds = %32
%40 = sext i32 %34 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %42, i32* %35
%43 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %36, i32* %41
br label %44
44: ; preds = %32, %39
%45 = phi i32 [ %43, %39 ], [ %34, %32 ]
%46 = add nsw i64 %33, 1
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32, i32* %7
%50 = icmp slt i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %56
51: ; preds = %44
%52 = sext i32 %45 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
store i32 %54, i32* %47
%55 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %48, i32* %53
br label %56
56: ; preds = %51, %44
%57 = phi i32 [ %55, %51 ], [ %45, %44 ]
%58 = add nsw i64 %33, 2
%59 = icmp eq i64 %58, %5
br i1 %59, label %60, label %32
60: ; preds = %26, %56, %3
%61 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %27, %26 ], [ %57, %56 ]
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %5
%66 = load i32, i32* %65
store i32 %66, i32* %63
store i32 %64, i32* %65
ret i32 %61
}