int partition(int n, double *arr) {
  int pivot_idx = n / 2;
  double pivot = arr[pivot_idx];
  double tmp;
  int i, store_index;
  tmp = arr[n - 1];
  arr[n - 1] = pivot;
  arr[pivot_idx] = tmp;
  store_index = 0;
  for (i = 0; i < n - 1; i++) {
    if (arr[i] < pivot) {
      tmp = arr[store_index];
      arr[store_index] = arr[i];
      arr[i] = tmp;
      store_index++;
    }
  }
  tmp = arr[store_index];
  arr[store_index] = arr[n - 1];
  arr[n - 1] = tmp;
  return store_index;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1200 <partition+0x100>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm1
movsd  -0x20(%rbp),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    11ed <partition+0xed>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    11f2 <partition+0xf2>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1179 <partition+0x79>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  (%rax,%rcx,8),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movsd  %xmm0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
mov    %edi,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %edi,%eax
sar    %eax
cltq
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
movslq %edi,%rdx
lea    -0x1(%rdx),%rcx
movsd  -0x8(%rsi,%rdx,8),%xmm1
movsd  %xmm0,-0x8(%rsi,%rdx,8)
movsd  %xmm1,(%rsi,%rax,8)
xor    %eax,%eax
cmp    $0x2,%edx
jl     1160 <partition+0x60>
mov    %ecx,%r8d
cmp    $0x1,%ecx
jne    1177 <partition+0x77>
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r8b
je     1160 <partition+0x60>
movsd  (%rsi,%rdx,8),%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    1160 <partition+0x60>
cltq
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
movsd  %xmm1,(%rsi,%rax,8)
movsd  %xmm0,(%rsi,%rdx,8)
add    $0x1,%eax
cltq
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm0
movsd  (%rsi,%rcx,8),%xmm1
movsd  %xmm1,(%rsi,%rax,8)
movsd  %xmm0,(%rsi,%rcx,8)
ret
mov    %r8d,%edi
and    $0xfffffffe,%edi
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    1199 <partition+0x99>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x2,%rdx
cmp    %rdx,%rdi
je     113b <partition+0x3b>
movsd  (%rsi,%rdx,8),%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    11b8 <partition+0xb8>
cltq
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm2
movsd  %xmm1,(%rsi,%rax,8)
movsd  %xmm2,(%rsi,%rdx,8)
add    $0x1,%eax
movsd  0x8(%rsi,%rdx,8),%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    1190 <partition+0x90>
cltq
movsd  (%rsi,%rax,8),%xmm2
movsd  %xmm1,(%rsi,%rax,8)
movsd  %xmm2,0x8(%rsi,%rdx,8)
add    $0x1,%eax
jmp    1190 <partition+0x90>

LLVM IR (-O0):
define i32 @partition(i32 %0, double* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca double*
%5 = alloca i32
%6 = alloca double
%7 = alloca double
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store double* %1, double** %4
%10 = load i32, i32* %3
%11 = sdiv i32 %10, 2
store i32 %11, i32* %5
%12 = load double*, double** %4
%13 = load i32, i32* %5
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds double, double* %12, i64 %14
%16 = load double, double* %15
store double %16, double* %6
%17 = load double*, double** %4
%18 = load i32, i32* %3
%19 = sub nsw i32 %18, 1
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds double, double* %17, i64 %20
%22 = load double, double* %21
store double %22, double* %7
%23 = load double, double* %6
%24 = load double*, double** %4
%25 = load i32, i32* %3
%26 = sub nsw i32 %25, 1
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds double, double* %24, i64 %27
store double %23, double* %28
%29 = load double, double* %7
%30 = load double*, double** %4
%31 = load i32, i32* %5
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds double, double* %30, i64 %32
store double %29, double* %33
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %8
br label %34
34: ; preds = %70, %2
%35 = load i32, i32* %8
%36 = load i32, i32* %3
%37 = sub nsw i32 %36, 1
%38 = icmp slt i32 %35, %37
br i1 %38, label %39, label %73
39: ; preds = %34
%40 = load double*, double** %4
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds double, double* %40, i64 %42
%44 = load double, double* %43
%45 = load double, double* %6
%46 = fcmp olt double %44, %45
br i1 %46, label %47, label %69
47: ; preds = %39
%48 = load double*, double** %4
%49 = load i32, i32* %9
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds double, double* %48, i64 %50
%52 = load double, double* %51
store double %52, double* %7
%53 = load double*, double** %4
%54 = load i32, i32* %8
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds double, double* %53, i64 %55
%57 = load double, double* %56
%58 = load double*, double** %4
%59 = load i32, i32* %9
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds double, double* %58, i64 %60
store double %57, double* %61
%62 = load double, double* %7
%63 = load double*, double** %4
%64 = load i32, i32* %8
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds double, double* %63, i64 %65
store double %62, double* %66
%67 = load i32, i32* %9
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %9
br label %69
69: ; preds = %47, %39
br label %70
70: ; preds = %69
%71 = load i32, i32* %8
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %8
br label %34
73: ; preds = %34
%74 = load double*, double** %4
%75 = load i32, i32* %9
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds double, double* %74, i64 %76
%78 = load double, double* %77
store double %78, double* %7
%79 = load double*, double** %4
%80 = load i32, i32* %3
%81 = sub nsw i32 %80, 1
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds double, double* %79, i64 %82
%84 = load double, double* %83
%85 = load double*, double** %4
%86 = load i32, i32* %9
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds double, double* %85, i64 %87
store double %84, double* %88
%89 = load double, double* %7
%90 = load double*, double** %4
%91 = load i32, i32* %3
%92 = sub nsw i32 %91, 1
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds double, double* %90, i64 %93
store double %89, double* %94
%95 = load i32, i32* %9
ret i32 %95
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32 %0, double* nocapture %1) {
%3 = sdiv i32 %0, 2
%4 = sext i32 %3 to i64
%5 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %4
%6 = load double, double* %5
%7 = add nsw i32 %0, -1
%8 = sext i32 %7 to i64
%9 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %8
%10 = load double, double* %9
store double %6, double* %9
store double %10, double* %5
%11 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %11, label %12, label %60
12: ; preds = %2
%13 = zext i32 %7 to i64
%14 = and i64 %13, 1
%15 = icmp eq i32 %7, 1
br i1 %15, label %46, label %16
16: ; preds = %12
%17 = and i64 %13, 4294967294
br label %18
18: ; preds = %41, %16
%19 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %43, %41 ]
%20 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %42, %41 ]
%21 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %44, %41 ]
%22 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %19
%23 = load double, double* %22
%24 = fcmp olt double %23, %6
br i1 %24, label %25, label %30
25: ; preds = %18
%26 = sext i32 %20 to i64
%27 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %26
%28 = load double, double* %27
store double %23, double* %27
store double %28, double* %22
%29 = add nsw i32 %20, 1
br label %30
30: ; preds = %18, %25
%31 = phi i32 [ %29, %25 ], [ %20, %18 ]
%32 = or i64 %19, 1
%33 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %32
%34 = load double, double* %33
%35 = fcmp olt double %34, %6
br i1 %35, label %36, label %41
36: ; preds = %30
%37 = sext i32 %31 to i64
%38 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %37
%39 = load double, double* %38
store double %34, double* %38
store double %39, double* %33
%40 = add nsw i32 %31, 1
br label %41
41: ; preds = %36, %30
%42 = phi i32 [ %40, %36 ], [ %31, %30 ]
%43 = add nuw nsw i64 %19, 2
%44 = add i64 %21, 2
%45 = icmp eq i64 %44, %17
br i1 %45, label %46, label %18
46: ; preds = %41, %12
%47 = phi i32 [ undef, %12 ], [ %42, %41 ]
%48 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %43, %41 ]
%49 = phi i32 [ 0, %12 ], [ %42, %41 ]
%50 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %50, label %60, label %51
51: ; preds = %46
%52 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %48
%53 = load double, double* %52
%54 = fcmp olt double %53, %6
br i1 %54, label %55, label %60
55: ; preds = %51
%56 = sext i32 %49 to i64
%57 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %56
%58 = load double, double* %57
store double %53, double* %57
store double %58, double* %52
%59 = add nsw i32 %49, 1
br label %60
60: ; preds = %46, %55, %51, %2
%61 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %47, %46 ], [ %59, %55 ], [ %49, %51 ]
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds double, double* %1, i64 %62
%64 = load double, double* %63
%65 = load double, double* %9
store double %65, double* %63
store double %64, double* %9
ret i32 %61
}