int partition(int arr[], int left, int right) {
  int k;
  int i, j;
  int temp;
  k = arr[left];
  i = left + 1;
  j = right;
  while (1) {
    while (arr[i++] < k)
      ;
    while (arr[j--] > k)
      ;
    if (i - 1 >= j + 1) {
      return j + 1;
    } else {
      temp = arr[i - 1];
      arr[i - 1] = arr[j + 1];
      arr[j + 1] = temp;
    }
  }
}


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
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1130 <partition+0x30>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x18(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1153 <partition+0x53>
jmp    1130 <partition+0x30>
jmp    1158 <partition+0x58>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jle    117b <partition+0x7b>
jmp    1158 <partition+0x58>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     1197 <partition+0x97>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
pop    %rbp
ret
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    112b <partition+0x2b>

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %rbx
movslq %esi,%r11
mov    (%rdi,%r11,4),%r9d
add    $0x1,%r11d
lea    0x4(%rdi),%r8
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %r11d,%rax
lea    (%rdi,%rax,4),%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rsi),%r10d
add    $0x4,%rsi
add    $0x1,%r11d
cmp    %r9d,%r10d
jl     1130 <partition+0x30>
movslq %edx,%rax
lea    (%r8,%rax,4),%rcx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    -0x4(%rcx),%ebx
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
add    $0xffffffff,%edx
cmp    %r9d,%ebx
jg     1150 <partition+0x50>
lea    -0x1(%r11),%ebp
lea    0x1(%rdx),%eax
cmp    %eax,%ebp
jge    1172 <partition+0x72>
mov    %ebx,-0x4(%rsi)
mov    %r10d,(%rcx)
jmp    1120 <partition+0x20>
pop    %rbx
pop    %rbp
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
%17 = add nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %8
%18 = load i32, i32* %6
store i32 %18, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %3, %74
br label %20
20: ; preds = %29, %19
%21 = load i32*, i32** %4
%22 = load i32, i32* %8
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %8
%24 = sext i32 %22 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32, i32* %7
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %30
29: ; preds = %20
br label %20
30: ; preds = %20
br label %31
31: ; preds = %40, %30
%32 = load i32*, i32** %4
%33 = load i32, i32* %9
%34 = add nsw i32 %33, -1
store i32 %34, i32* %9
%35 = sext i32 %33 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = load i32, i32* %7
%39 = icmp sgt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %41
40: ; preds = %31
br label %31
41: ; preds = %31
%42 = load i32, i32* %8
%43 = sub nsw i32 %42, 1
%44 = load i32, i32* %9
%45 = add nsw i32 %44, 1
%46 = icmp sge i32 %43, %45
br i1 %46, label %47, label %50
47: ; preds = %41
%48 = load i32, i32* %9
%49 = add nsw i32 %48, 1
ret i32 %49
50: ; preds = %41
%51 = load i32*, i32** %4
%52 = load i32, i32* %8
%53 = sub nsw i32 %52, 1
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
store i32 %56, i32* %10
%57 = load i32*, i32** %4
%58 = load i32, i32* %9
%59 = add nsw i32 %58, 1
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %57, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32*, i32** %4
%64 = load i32, i32* %8
%65 = sub nsw i32 %64, 1
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 %66
store i32 %62, i32* %67
%68 = load i32, i32* %10
%69 = load i32*, i32** %4
%70 = load i32, i32* %9
%71 = add nsw i32 %70, 1
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %72
store i32 %68, i32* %73
br label %74
74: ; preds = %50
br label %19
}

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