int part(int *a, int p, int r) {
  int piv = *(a + p);
  int low = p, high = r;
  while (low < high) {
    while (*(a + low) <= piv)
      low++;
    while (*(a + high) >= piv)
      high--;
    if (low < high) {
      int temp = *(a + low);
      *(a + low) = *(a + high);
      *(a + high) = temp;
    }
  }
  *(a + low) = *(a + high);
  *(a + high) = piv;
  return high;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<part>:
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
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11c5 <part+0xc5>
jmp    1139 <part+0x39>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     115b <part+0x5b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1139 <part+0x39>
jmp    1160 <part+0x60>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jl     1182 <part+0x82>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1160 <part+0x60>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11c0 <part+0xc0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1128 <part+0x28>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<part>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
movslq %esi,%rcx
mov    (%rdi,%rcx,4),%r8d
cmp    %edx,%ecx
jge    118f <part+0x8f>
lea    0x4(%rdi),%r10
movabs $0xffffffff00000000,%r9
ff ff ff
movabs $0x100000000,%r11
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %esi,%rsi
mov    %rsi,%rcx
shl    $0x20,%rcx
add    %r9,%rcx
lea    (%rdi,%rsi,4),%rax
add    $0xffffffff,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    %r11,%rcx
mov    (%rax),%r14d
add    $0x4,%rax
add    $0x1,%esi
cmp    %r8d,%r14d
jle    1150 <part+0x50>
movslq %edx,%rbx
lea    0x1(%rbx),%edx
lea    (%r10,%rbx,4),%rbx
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x4(%rbx),%ebp
add    $0xfffffffffffffffc,%rbx
add    $0xffffffff,%edx
cmp    %r8d,%ebp
jge    1170 <part+0x70>
cmp    %edx,%esi
jge    118b <part+0x8b>
mov    %ebp,-0x4(%rax)
mov    %r14d,(%rbx)
jmp    1130 <part+0x30>
sar    $0x20,%rcx
movslq %edx,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%edx
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
mov    %r8d,(%rdi,%rax,4)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @part(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
%16 = load i32, i32* %5
store i32 %16, i32* %8
%17 = load i32, i32* %6
store i32 %17, i32* %9
br label %18
18: ; preds = %70, %3
%19 = load i32, i32* %8
%20 = load i32, i32* %9
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %71
22: ; preds = %18
br label %23
23: ; preds = %31, %22
%24 = load i32*, i32** %4
%25 = load i32, i32* %8
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = load i32, i32* %7
%30 = icmp sle i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %34
31: ; preds = %23
%32 = load i32, i32* %8
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %8
br label %23
34: ; preds = %23
br label %35
35: ; preds = %43, %34
%36 = load i32*, i32** %4
%37 = load i32, i32* %9
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
%40 = load i32, i32* %39
%41 = load i32, i32* %7
%42 = icmp sge i32 %40, %41
br i1 %42, label %43, label %46
43: ; preds = %35
%44 = load i32, i32* %9
%45 = add nsw i32 %44, -1
store i32 %45, i32* %9
br label %35
46: ; preds = %35
%47 = load i32, i32* %8
%48 = load i32, i32* %9
%49 = icmp slt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %70
50: ; preds = %46
%51 = load i32*, i32** %4
%52 = load i32, i32* %8
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = load i32, i32* %54
store i32 %55, i32* %10
%56 = load i32*, i32** %4
%57 = load i32, i32* %9
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32*, i32** %4
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
store i32 %60, i32* %64
%65 = load i32, i32* %10
%66 = load i32*, i32** %4
%67 = load i32, i32* %9
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %68
store i32 %65, i32* %69
br label %70
70: ; preds = %50, %46
br label %18
71: ; preds = %18
%72 = load i32*, i32** %4
%73 = load i32, i32* %9
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = load i32*, i32** %4
%78 = load i32, i32* %8
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 %79
store i32 %76, i32* %80
%81 = load i32, i32* %7
%82 = load i32*, i32** %4
%83 = load i32, i32* %9
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
store i32 %81, i32* %85
%86 = load i32, i32* %9
ret i32 %86
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @part(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 %37
8: ; preds = %3, %31
%9 = phi i32 [ %20, %31 ], [ %1, %3 ]
%10 = phi i32 [ %29, %31 ], [ %2, %3 ]
%11 = sext i32 %9 to i64
br label %12
12: ; preds = %12, %8
%13 = phi i64 [ %17, %12 ], [ %11, %8 ]
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp sgt i32 %15, %6
%17 = add i64 %13, 1
br i1 %16, label %18, label %12
18: ; preds = %12
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%20 = trunc i64 %13 to i32
%21 = sext i32 %10 to i64
br label %22
22: ; preds = %22, %18
%23 = phi i64 [ %27, %22 ], [ %21, %18 ]
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp slt i32 %25, %6
%27 = add i64 %23, -1
br i1 %26, label %28, label %22
28: ; preds = %22
%29 = trunc i64 %23 to i32
%30 = icmp slt i32 %20, %29
br i1 %30, label %31, label %33
31: ; preds = %28
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
store i32 %25, i32* %19
store i32 %15, i32* %32
br label %8
33: ; preds = %28
%34 = trunc i64 %23 to i32
%35 = shl i64 %13, 32
%36 = ashr exact i64 %35, 32
br label %37
37: ; preds = %33, %3
%38 = phi i64 [ %36, %33 ], [ %4, %3 ]
%39 = phi i32 [ %34, %33 ], [ %2, %3 ]
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %38
store i32 %42, i32* %43
store i32 %6, i32* %41
ret i32 %39
}