#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);
int partition(int a[], int n) {
  int l = 0, r = n - 1, pivot = a[0];
  while (l <= n - 1 && r >= 0) {
    while (a[l] <= pivot && l < n) {
      l = l + 1;
    }
    while (a[r] >= pivot && r > 0) {
      r = r - 1;
    }
    if (l < r) {
      swap(a, l, r);
      l = l + 1;
      r = r - 1;
    } else {
      swap(a, l - 1, 0);
      return l - 1;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jg     1158 <partition+0x48>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
setge  %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1168 <partition+0x58>
jmp    124c <partition+0x13c>
jmp    116d <partition+0x5d>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x22(%rbp)
jg     1192 <partition+0x82>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x22(%rbp)
mov    -0x22(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11a2 <partition+0x92>
jmp    11b0 <partition+0xa0>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    116d <partition+0x5d>
jmp    11b5 <partition+0xa5>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x23(%rbp)
jl     11d8 <partition+0xc8>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
setg   %al
mov    %al,-0x23(%rbp)
mov    -0x23(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11e8 <partition+0xd8>
jmp    11f6 <partition+0xe6>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11b5 <partition+0xa5>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1228 <partition+0x118>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1247 <partition+0x137>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
xor    %edx,%edx
call   1030 <swap@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    124c <partition+0x13c>
jmp    1138 <partition+0x28>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %esi,%esi
jle    1194 <partition+0x84>
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r14
mov    (%rdi),%r12d
mov    %esi,%r13d
xor    %ebx,%ebx
mov    %esi,%ebp
nop
movslq %ebx,%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    0x1(%rax),%rbx
cmp    %r12d,(%r14,%rax,4)
jg     1152 <partition+0x42>
cmp    %r13,%rax
mov    %rbx,%rax
jl     1140 <partition+0x30>
movslq %ebp,%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    -0x1(%rax),%rbp
cmp    %r12d,-0x4(%r14,%rax,4)
jl     1174 <partition+0x64>
cmp    $0x1,%rax
mov    %rbp,%rax
jg     1160 <partition+0x50>
lea    -0x1(%rbx),%esi
cmp    %ebp,%esi
jge    1196 <partition+0x86>
mov    %r14,%rdi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <swap@plt>
cmp    %r15d,%ebx
jge    11a5 <partition+0x95>
lea    0x1(%rbp),%eax
cmp    $0x1,%eax
jg     1130 <partition+0x20>
jmp    11a5 <partition+0x95>
jmp    11a5 <partition+0x95>
add    $0xfffffffe,%ebx
mov    %r14,%rdi
mov    %ebx,%esi
xor    %edx,%edx
call   1030 <swap@plt>
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @partition(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 0, i32* %6
%9 = load i32, i32* %5
%10 = sub nsw i32 %9, 1
store i32 %10, i32* %7
%11 = load i32*, i32** %4
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 0
%13 = load i32, i32* %12
store i32 %13, i32* %8
br label %14
14: ; preds = %79, %2
%15 = load i32, i32* %6
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sub nsw i32 %16, 1
%18 = icmp sle i32 %15, %17
br i1 %18, label %19, label %22
19: ; preds = %14
%20 = load i32, i32* %7
%21 = icmp sge i32 %20, 0
br label %22
22: ; preds = %19, %14
%23 = phi i1 [ false, %14 ], [ %21, %19 ]
br i1 %23, label %24, label %80
24: ; preds = %22
br label %25
25: ; preds = %39, %24
%26 = load i32*, i32** %4
%27 = load i32, i32* %6
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = load i32, i32* %8
%32 = icmp sle i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %37
33: ; preds = %25
%34 = load i32, i32* %6
%35 = load i32, i32* %5
%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* %6
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %6
br label %25
42: ; preds = %37
br label %43
43: ; preds = %56, %42
%44 = load i32*, i32** %4
%45 = load i32, i32* %7
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32, i32* %8
%50 = icmp sge i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %54
51: ; preds = %43
%52 = load i32, i32* %7
%53 = icmp sgt i32 %52, 0
br label %54
54: ; preds = %51, %43
%55 = phi i1 [ false, %43 ], [ %53, %51 ]
br i1 %55, label %56, label %59
56: ; preds = %54
%57 = load i32, i32* %7
%58 = sub nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %7
br label %43
59: ; preds = %54
%60 = load i32, i32* %6
%61 = load i32, i32* %7
%62 = icmp slt i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %72
63: ; preds = %59
%64 = load i32*, i32** %4
%65 = load i32, i32* %6
%66 = load i32, i32* %7
%67 = call i32 @swap(i32* %64, i32 %65, i32 %66)
%68 = load i32, i32* %6
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %6
%70 = load i32, i32* %7
%71 = sub nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %7
br label %79
72: ; preds = %59
%73 = load i32*, i32** %4
%74 = load i32, i32* %6
%75 = sub nsw i32 %74, 1
%76 = call i32 @swap(i32* %73, i32 %75, i32 0)
%77 = load i32, i32* %6
%78 = sub nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %3
br label %80
79: ; preds = %63
br label %14
80: ; preds = %72, %22
%81 = load i32, i32* %3
ret i32 %81
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* %0, i32 %1) {
%3 = load i32, i32* %0
%4 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %4, label %5, label %44
5: ; preds = %2
%6 = zext i32 %1 to i64
br label %7
7: ; preds = %5, %33
%8 = phi i32 [ %31, %33 ], [ %1, %5 ]
%9 = phi i32 [ %36, %33 ], [ 0, %5 ]
%10 = sext i32 %9 to i64
br label %11
11: ; preds = %11, %7
%12 = phi i64 [ %18, %11 ], [ %10, %7 ]
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = icmp sle i32 %14, %3
%16 = icmp slt i64 %12, %6
%17 = select i1 %15, i1 %16, i1 false
%18 = add nsw i64 %12, 1
br i1 %17, label %11, label %19
19: ; preds = %11
%20 = sext i32 %8 to i64
br label %21
21: ; preds = %19, %21
%22 = phi i64 [ %20, %19 ], [ %23, %21 ]
%23 = add nsw i64 %22, -1
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp sge i32 %25, %3
%27 = icmp sgt i64 %22, 1
%28 = select i1 %26, i1 %27, i1 false
br i1 %28, label %21, label %29
29: ; preds = %21
%30 = trunc i64 %12 to i32
%31 = trunc i64 %23 to i32
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %40
33: ; preds = %29
%34 = trunc i64 %22 to i32
%35 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32 %30, i32 %31)
%36 = add nsw i32 %30, 1
%37 = icmp slt i32 %36, %1
%38 = icmp sgt i32 %34, 1
%39 = select i1 %37, i1 %38, i1 false
br i1 %39, label %7, label %44
40: ; preds = %29
%41 = trunc i64 %12 to i32
%42 = add nsw i32 %41, -1
%43 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32 %42, i32 0)
br label %44
44: ; preds = %33, %2, %40
%45 = phi i32 [ %42, %40 ], [ undef, %2 ], [ undef, %33 ]
ret i32 %45
}