int partition(int a[], int start, int end) {
  int key = a[end];
  int i, k = start - 1;
  for (i = start; i < end; ++i) {
    if (a[i] < key) {
      ++k;
      int temp = a[i];
      a[i] = a[k];
      a[k] = temp;
    }
  }
  ++k;
  int temp = a[k];
  a[k] = a[end];
  a[end] = temp;
  return k;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1199 <partition+0x99>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1186 <partition+0x86>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
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    118b <partition+0x8b>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    112b <partition+0x2b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
movslq %edx,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r9d
lea    -0x1(%rsi),%eax
cmp    %r8d,%esi
jge    113f <partition+0x3f>
movslq %esi,%rcx
sub    %esi,%edx
mov    %rcx,%r10
not    %r10
test   $0x1,%dl
je     1136 <partition+0x36>
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
cmp    %r9d,%edx
jge    1132 <partition+0x32>
mov    (%rdi,%rcx,4),%eax
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
mov    %esi,%eax
add    $0x1,%rcx
add    %r8,%r10
jne    1169 <partition+0x69>
mov    (%rdi,%r8,4),%r9d
movslq %eax,%rcx
add    $0x1,%eax
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%edx
mov    %r9d,0x4(%rdi,%rcx,4)
mov    %edx,(%rdi,%r8,4)
ret
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r8
je     113b <partition+0x3b>
mov    (%rdi,%rcx,4),%edx
cmp    %r9d,%edx
jge    1184 <partition+0x84>
movslq %eax,%r10
add    $0x1,%eax
mov    0x4(%rdi,%r10,4),%esi
mov    %esi,(%rdi,%rcx,4)
mov    %edx,0x4(%rdi,%r10,4)
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%edx
cmp    %r9d,%edx
jge    1160 <partition+0x60>
movslq %eax,%r10
add    $0x1,%eax
mov    0x4(%rdi,%r10,4),%esi
mov    %esi,0x4(%rdi,%rcx,4)
mov    %edx,0x4(%rdi,%r10,4)
jmp    1160 <partition+0x60>

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
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%12 = load i32*, i32** %4
%13 = load i32, i32* %6
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
store i32 %16, i32* %7
%17 = load i32, i32* %5
%18 = sub nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %9
%19 = load i32, i32* %5
store i32 %19, i32* %8
br label %20
20: ; preds = %55, %3
%21 = load i32, i32* %8
%22 = load i32, i32* %6
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %58
24: ; preds = %20
%25 = load i32*, i32** %4
%26 = load i32, i32* %8
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = icmp slt i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %54
32: ; preds = %24
%33 = load i32, i32* %9
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %9
%35 = load i32*, i32** %4
%36 = load i32, i32* %8
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
store i32 %39, i32* %10
%40 = load i32*, i32** %4
%41 = load i32, i32* %9
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32*, i32** %4
%46 = load i32, i32* %8
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %47
store i32 %44, i32* %48
%49 = load i32, i32* %10
%50 = load i32*, i32** %4
%51 = load i32, i32* %9
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
store i32 %49, i32* %53
br label %54
54: ; preds = %32, %24
br label %55
55: ; preds = %54
%56 = load i32, i32* %8
%57 = add nsw i32 %56, 1
store i32 %57, i32* %8
br label %20
58: ; preds = %20
%59 = load i32, i32* %9
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %9
%61 = load i32*, i32** %4
%62 = load i32, i32* %9
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
store i32 %65, i32* %11
%66 = load i32*, i32** %4
%67 = load i32, i32* %6
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %66, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = load i32*, i32** %4
%72 = load i32, i32* %9
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
store i32 %70, i32* %74
%75 = load i32, i32* %11
%76 = load i32*, i32** %4
%77 = load i32, i32* %6
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
store i32 %75, i32* %79
%80 = load i32, i32* %9
ret i32 %80
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = sext i32 %2 to i64
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %4
%6 = load i32, i32* %5
%7 = add nsw i32 %1, -1
%8 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %8, label %9, label %61
9: ; preds = %3
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = sub nsw i64 %4, %10
%12 = xor i64 %10, -1
%13 = and i64 %11, 1
%14 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %14, label %26, label %15
15: ; preds = %9
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %10
%17 = load i32, i32* %16
%18 = icmp slt i32 %17, %6
br i1 %18, label %19, label %23
19: ; preds = %15
%20 = sext i32 %1 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
store i32 %22, i32* %16
store i32 %17, i32* %21
br label %23
23: ; preds = %19, %15
%24 = phi i32 [ %1, %19 ], [ %7, %15 ]
%25 = add nsw i64 %10, 1
br label %26
26: ; preds = %23, %9
%27 = phi i32 [ undef, %9 ], [ %24, %23 ]
%28 = phi i64 [ %10, %9 ], [ %25, %23 ]
%29 = phi i32 [ %7, %9 ], [ %24, %23 ]
%30 = sub nsw i64 0, %4
%31 = icmp eq i64 %12, %30
br i1 %31, label %58, label %32
32: ; preds = %26, %54
%33 = phi i64 [ %56, %54 ], [ %28, %26 ]
%34 = phi i32 [ %55, %54 ], [ %29, %26 ]
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%36 = load i32, i32* %35
%37 = icmp slt i32 %36, %6
br i1 %37, label %38, label %43
38: ; preds = %32
%39 = add nsw i32 %34, 1
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %42, i32* %35
store i32 %36, i32* %41
br label %43
43: ; preds = %32, %38
%44 = phi i32 [ %39, %38 ], [ %34, %32 ]
%45 = add nsw i64 %33, 1
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = icmp slt i32 %47, %6
br i1 %48, label %49, label %54
49: ; preds = %43
%50 = add nsw i32 %44, 1
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
store i32 %53, i32* %46
store i32 %47, i32* %52
br label %54
54: ; preds = %49, %43
%55 = phi i32 [ %50, %49 ], [ %44, %43 ]
%56 = add nsw i64 %33, 2
%57 = icmp eq i64 %56, %4
br i1 %57, label %58, label %32
58: ; preds = %54, %26
%59 = phi i32 [ %27, %26 ], [ %55, %54 ]
%60 = load i32, i32* %5
br label %61
61: ; preds = %58, %3
%62 = phi i32 [ %6, %3 ], [ %60, %58 ]
%63 = phi i32 [ %7, %3 ], [ %59, %58 ]
%64 = add nsw i32 %63, 1
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
store i32 %62, i32* %66
store i32 %67, i32* %5
ret i32 %64
}