int partition(int a[], int low, int high) {
  int i, j, temp;
  i = low;
  j = high + 1;
  while (i < j) {
    do {
      ++i;
    } while (a[i] < a[low]);
    do {
      --j;
    } while (a[j] > a[low]);
    if (i < j) {
      temp = a[i];
      a[i] = a[j];
      a[j] = temp;
    }
  }
  temp = a[j];
  a[j] = a[low];
  a[low] = temp;
  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    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11c0 <partition+0xc0>
jmp    112e <partition+0x2e>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jl     112e <partition+0x2e>
jmp    1158 <partition+0x58>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     1158 <partition+0x58>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11bb <partition+0xbb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    111d <partition+0x1d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbx
lea    0x1(%rdx),%r11d
movslq %esi,%r8
cmp    %esi,%edx
jge    111f <partition+0x1f>
movslq %r11d,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%ecx
mov    (%rdi,%r8,4),%edx
mov    %edx,(%rdi,%rax,4)
mov    %ecx,(%rdi,%r8,4)
pop    %rbx
ret
lea    0x4(%rdi),%r9
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    (%rdi,%r8,4),%r10d
movslq %esi,%rax
lea    (%r9,%rax,4),%rcx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rcx),%edx
add    $0x4,%rcx
add    $0x1,%esi
cmp    %r10d,%edx
jl     1140 <partition+0x40>
movslq %r11d,%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    -0x4(%rax),%ebx
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
add    $0xffffffff,%r11d
cmp    %r10d,%ebx
jg     1160 <partition+0x60>
cmp    %r11d,%esi
jge    110c <partition+0xc>
mov    %ebx,-0x4(%rcx)
mov    %edx,(%rax)
jmp    1130 <partition+0x30>

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

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