int partition(int a[], int l, int r) {
  int pivot, i, j, t;
  pivot = a[l];
  i = l;
  j = r + 1;
  while (1) {
    do {
      ++i;
    } while (a[i] < pivot && i < r);
    do
      --j;
    while (a[j] > pivot);
    if (i >= j)
      break;
    t = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = t;
  }
  t = a[l];
  a[l] = a[j];
  a[j] = t;
  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    -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
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1130 <partition+0x30>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
jge    115e <partition+0x5e>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1130 <partition+0x30>
jmp    116e <partition+0x6e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     116e <partition+0x6e>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jl     119c <partition+0x9c>
jmp    11d3 <partition+0xd3>
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    112b <partition+0x2b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%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 -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%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):
<partition>:
push   %rbx
mov    %edx,%eax
movslq %esi,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r10d
movslq %edx,%r9
add    $0x1,%eax
movslq %esi,%rcx
add    $0x1,%rcx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rdi,%rcx,4),%r11d
lea    0x1(%rcx),%rdx
add    $0x1,%esi
cmp    %r10d,%r11d
jge    1138 <partition+0x38>
cmp    %r9,%rcx
mov    %rdx,%rcx
jl     1120 <partition+0x20>
movslq %eax,%rcx
lea    (%rdi,%rcx,4),%rcx
nop
mov    -0x4(%rcx),%ebx
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
add    $0xffffffff,%eax
cmp    %r10d,%ebx
jg     1140 <partition+0x40>
cmp    %eax,%esi
jge    115c <partition+0x5c>
mov    %ebx,-0x4(%rdi,%rdx,4)
mov    %r11d,(%rcx)
jmp    1110 <partition+0x10>
mov    (%rdi,%r8,4),%edx
mov    %ebx,(%rdi,%r8,4)
mov    %edx,(%rcx)
pop    %rbx
ret

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
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
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %3, %54
br label %20
20: ; preds = %35, %19
%21 = load i32, i32* %8
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %8
br label %23
23: ; preds = %20
%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 slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %23
%32 = load i32, i32* %8
%33 = load i32, i32* %6
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br label %35
35: ; preds = %31, %23
%36 = phi i1 [ false, %23 ], [ %34, %31 ]
br i1 %36, label %20, label %37
37: ; preds = %35
br label %38
38: ; preds = %41, %37
%39 = load i32, i32* %9
%40 = add nsw i32 %39, -1
store i32 %40, i32* %9
br label %41
41: ; preds = %38
%42 = load i32*, i32** %4
%43 = load i32, i32* %9
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32, i32* %7
%48 = icmp sgt i32 %46, %47
br i1 %48, label %38, label %49
49: ; preds = %41
%50 = load i32, i32* %8
%51 = load i32, i32* %9
%52 = icmp sge i32 %50, %51
br i1 %52, label %53, label %54
53: ; preds = %49
br label %74
54: ; preds = %49
%55 = load i32*, i32** %4
%56 = load i32, i32* %8
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
store i32 %59, i32* %10
%60 = load i32*, i32** %4
%61 = load i32, i32* %9
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = load i32*, i32** %4
%66 = load i32, i32* %8
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
store i32 %64, i32* %68
%69 = load i32, i32* %10
%70 = load i32*, i32** %4
%71 = load i32, i32* %9
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
store i32 %69, i32* %73
br label %19
74: ; preds = %53
%75 = load i32*, i32** %4
%76 = load i32, i32* %5
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %77
%79 = load i32, i32* %78
store i32 %79, i32* %10
%80 = load i32*, i32** %4
%81 = load i32, i32* %9
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = load i32*, i32** %4
%86 = load i32, i32* %5
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %87
store i32 %84, i32* %88
%89 = load i32, i32* %10
%90 = load i32*, i32** %4
%91 = load i32, i32* %9
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 %92
store i32 %89, i32* %93
%94 = load i32, i32* %9
ret i32 %94
}

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