int partition(unsigned int a[], int l, int r) {
  unsigned 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
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x21(%rbp)
ja     115d <partition+0x5d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
setbe  %al
mov    %al,-0x21(%rbp)
mov    -0x21(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1130 <partition+0x30>
jmp    116d <partition+0x6d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
ja     116d <partition+0x6d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jb     119a <partition+0x9a>
jmp    11cd <partition+0xcd>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
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
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
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
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbx
movslq %esi,%r8
mov    (%rdi,%r8,4),%r9d
lea    0x1(%rdx),%eax
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%esi
mov    (%rdi,%rsi,4),%r11d
cmp    %r9d,%r11d
ja     1120 <partition+0x20>
cmp    %edx,%esi
jbe    1110 <partition+0x10>
mov    %esi,%r10d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0xffffffff,%eax
mov    (%rdi,%rax,4),%ecx
cmp    %r9d,%ecx
ja     1130 <partition+0x30>
mov    %eax,%ebx
cmp    %eax,%esi
jae    114b <partition+0x4b>
mov    %ecx,(%rdi,%r10,4)
mov    %r11d,(%rdi,%rbx,4)
jmp    1110 <partition+0x10>
mov    (%rdi,%r8,4),%edx
mov    %ecx,(%rdi,%r8,4)
mov    %edx,(%rdi,%rbx,4)
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 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 = zext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = load i32, i32* %7
%30 = icmp ule 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 ule 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 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 = zext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = load i32, i32* %7
%48 = icmp ugt 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 uge 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 = zext 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 = zext 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 = zext 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 = zext 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 = zext 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 = zext 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
br label %8
8: ; preds = %34, %3
%9 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %13, %34 ]
%10 = phi i32 [ %7, %3 ], [ %25, %34 ]
br label %11
11: ; preds = %11, %8
%12 = phi i32 [ %9, %8 ], [ %13, %11 ]
%13 = add i32 %12, 1
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %14
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp ule i32 %16, %6
%18 = icmp ule i32 %13, %2
%19 = select i1 %17, i1 %18, i1 false
br i1 %19, label %11, label %20
20: ; preds = %11
%21 = zext i32 %13 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %21
br label %23
23: ; preds = %20, %23
%24 = phi i32 [ %25, %23 ], [ %10, %20 ]
%25 = add i32 %24, -1
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = icmp ugt i32 %28, %6
br i1 %29, label %23, label %30
30: ; preds = %23
%31 = zext i32 %25 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%33 = icmp ult i32 %13, %25
br i1 %33, label %34, label %35
34: ; preds = %30
store i32 %28, i32* %22
store i32 %16, i32* %32
br label %8
35: ; preds = %30
%36 = load i32, i32* %5
store i32 %28, i32* %5
store i32 %36, i32* %32
ret i32 %25
}