#define NULL ((void *)0)
typedef unsigned long size_t; // Customize by platform.
typedef long intptr_t;
typedef unsigned long uintptr_t;
typedef long scalar_t__; // Either arithmetic or pointer type.
/* By default, we understand bool (as a convenience). */
typedef int bool;
#define false 0
#define true 1

/* Forward declarations */

/* Type definitions */

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ assert(int);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int *);
int partition(int *a, int n) {
  assert(n >= 2);
  int *p = a;
  swap(p, a + n / 2);
  int *l = p + 1, *r = a + n - 1;
  while (1) {
    while (l != r && *l <= *p)
      ++l;
    while (l != r && *r > *p)
      --r;
    if (l != r)
      swap(l, r);
    else {
      int *m = *l <= *p ? l : l - 1;
      swap(m, p);
      int ln = m - a;
      return ln;
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
setge  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1191 <partition+0x71>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x35(%rbp)
je     11b6 <partition+0x96>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x35(%rbp)
mov    -0x35(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11c6 <partition+0xa6>
jmp    11d7 <partition+0xb7>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1191 <partition+0x71>
jmp    11dc <partition+0xbc>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x36(%rbp)
je     1201 <partition+0xe1>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
setg   %al
mov    %al,-0x36(%rbp)
mov    -0x36(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1211 <partition+0xf1>
jmp    1222 <partition+0x102>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    11dc <partition+0xbc>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
je     1242 <partition+0x122>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
call   1040 <swap@plt>
jmp    129d <partition+0x17d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jg     1261 <partition+0x141>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    126d <partition+0x14d>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0xfffffffffffffffc,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1040 <swap@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
sar    $0x2,%rax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret
jmp    118c <partition+0x6c>

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %esi,%ebx
mov    %rdi,%r14
xor    %edi,%edi
cmp    $0x2,%esi
setge  %dil
call   1030 <assert@plt>
mov    %ebx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ebx,%eax
sar    %eax
cltq
lea    (%r14,%rax,4),%rsi
mov    %r14,%rdi
call   1040 <swap@plt>
movslq %ebx,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%r15
add    $0xfffffffffffffffc,%r15
add    $0xffffffffffffffff,%rax
cmp    $0x1,%rax
jne    1192 <partition+0x72>
mov    (%r14),%eax
mov    %r15,%rbx
xor    %ecx,%ecx
cmp    %eax,(%rbx)
setg   %cl
shl    $0x2,%rcx
sub    %rcx,%rbx
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1040 <swap@plt>
sub    %r14,%rbx
shr    $0x2,%rbx
mov    %ebx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret
lea    0x4(%r14),%rbx
mov    (%r14),%eax
nopl   0x0(%rax)
cmp    %eax,(%rbx)
jg     11b0 <partition+0x90>
add    $0x4,%rbx
cmp    %r15,%rbx
jne    11a0 <partition+0x80>
jmp    1164 <partition+0x44>
nop
cmp    %r15,%rbx
je     1164 <partition+0x44>
mov    (%r14),%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    %eax,(%r15)
jle    11d0 <partition+0xb0>
add    $0xfffffffffffffffc,%r15
cmp    %rbx,%r15
jne    11c0 <partition+0xa0>
jmp    116a <partition+0x4a>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1040 <swap@plt>
cmp    %rbx,%r15
jne    1196 <partition+0x76>
jmp    1164 <partition+0x44>

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
%4 = zext i1 %3 to i32
%5 = tail call i32 @assert(i32 %4)
%6 = sdiv i32 %1, 2
%7 = sext i32 %6 to i64
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %7
%9 = tail call i32 @swap(i32* %0, i32* %8)
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %11
%13 = icmp eq i64 %11, 1
br i1 %13, label %41, label %14
14: ; preds = %2
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 1
br label %16
16: ; preds = %14, %38
%17 = phi i32* [ %15, %14 ], [ %21, %38 ]
%18 = phi i32* [ %12, %14 ], [ %32, %38 ]
%19 = load i32, i32* %0
br label %20
20: ; preds = %16, %24
%21 = phi i32* [ %17, %16 ], [ %25, %24 ]
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp sgt i32 %22, %19
br i1 %23, label %27, label %24
24: ; preds = %20
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 1
%26 = icmp eq i32* %25, %18
br i1 %26, label %41, label %20
27: ; preds = %20
%28 = icmp eq i32* %21, %18
br i1 %28, label %41, label %29
29: ; preds = %27
%30 = load i32, i32* %0
br label %31
31: ; preds = %29, %35
%32 = phi i32* [ %18, %29 ], [ %36, %35 ]
%33 = load i32, i32* %32
%34 = icmp sgt i32 %33, %30
br i1 %34, label %35, label %38
35: ; preds = %31
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 -1
%37 = icmp eq i32* %21, %36
br i1 %37, label %44, label %31
38: ; preds = %31
%39 = tail call i32 @swap(i32* %21, i32* %32)
%40 = icmp eq i32* %21, %32
br i1 %40, label %41, label %16
41: ; preds = %27, %38, %24, %2
%42 = phi i32* [ %12, %2 ], [ %18, %24 ], [ %32, %38 ], [ %18, %27 ]
%43 = load i32, i32* %0
br label %44
44: ; preds = %35, %41
%45 = phi i32 [ %43, %41 ], [ %30, %35 ]
%46 = phi i32* [ %42, %41 ], [ %21, %35 ]
%47 = load i32, i32* %46
%48 = icmp sgt i32 %47, %45
%49 = sext i1 %48 to i64
%50 = getelementptr i32, i32* %46, i64 %49
%51 = tail call i32 @swap(i32* %50, i32* %0)
%52 = ptrtoint i32* %50 to i64
%53 = ptrtoint i32* %0 to i64
%54 = sub i64 %52, %53
%55 = lshr exact i64 %54, 2
%56 = trunc i64 %55 to i32
ret i32 %56
}