int partition(int *array, int head, int tail) {
  int i;
  int exchange;
  int base = *(array + tail - 1);
  int watch = head;
  for (i = head; i < tail; i++) {
    if (*(array + i) < base) {
      exchange = *(array + watch);
      *(array + watch) = *(array + i);
      *(array + i) = exchange;
      watch++;
    }
  }
  *(array + tail - 1) = *(array + watch);
  *(array + watch) = base;
  return watch;
}


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 -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    1197 <partition+0x97>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1184 <partition+0x84>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1189 <partition+0x89>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1129 <partition+0x29>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,-0x4(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
movslq %edx,%r8
mov    -0x4(%rdi,%r8,4),%r11d
cmp    %r8d,%esi
jge    113c <partition+0x3c>
movslq %esi,%rax
sub    %esi,%edx
mov    %rax,%r9
not    %r9
test   $0x1,%dl
je     1137 <partition+0x37>
mov    (%rdi,%rax,4),%edx
cmp    %r11d,%edx
jge    1133 <partition+0x33>
mov    (%rdi,%rax,4),%r10d
mov    %edx,(%rdi,%rax,4)
mov    %r10d,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%esi
add    $0x1,%rax
add    %r8,%r9
jne    1159 <partition+0x59>
movslq %esi,%rax
mov    (%rdi,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,-0x4(%rdi,%r8,4)
mov    %r11d,(%rdi,%rax,4)
ret
nopl   0x0(%rax)
add    $0x2,%rax
cmp    %rax,%r8
je     113c <partition+0x3c>
mov    (%rdi,%rax,4),%edx
cmp    %r11d,%edx
jge    1170 <partition+0x70>
movslq %esi,%rsi
mov    (%rdi,%rsi,4),%ecx
mov    %edx,(%rdi,%rsi,4)
mov    %ecx,(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%esi
mov    0x4(%rdi,%rax,4),%edx
cmp    %r11d,%edx
jge    1150 <partition+0x50>
movslq %esi,%rsi
mov    (%rdi,%rsi,4),%ecx
mov    %edx,(%rdi,%rsi,4)
mov    %ecx,0x4(%rdi,%rax,4)
add    $0x1,%esi
jmp    1150 <partition+0x50>

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = sext i32 %2 to i64
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %4
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 -1
%7 = load i32, i32* %6
%8 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %8, label %9, label %59
9: ; preds = %3
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = sub nsw i64 %4, %10
%12 = xor i64 %10, -1
%13 = and i64 %11, 1
%14 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %14, label %27, label %15
15: ; preds = %9
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %10
%17 = load i32, i32* %16
%18 = icmp slt i32 %17, %7
br i1 %18, label %19, label %24
19: ; preds = %15
%20 = sext i32 %1 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
store i32 %17, i32* %21
store i32 %22, i32* %16
%23 = add nsw i32 %1, 1
br label %24
24: ; preds = %19, %15
%25 = phi i32 [ %23, %19 ], [ %1, %15 ]
%26 = add nsw i64 %10, 1
br label %27
27: ; preds = %24, %9
%28 = phi i32 [ undef, %9 ], [ %25, %24 ]
%29 = phi i64 [ %10, %9 ], [ %26, %24 ]
%30 = phi i32 [ %1, %9 ], [ %25, %24 ]
%31 = sub nsw i64 0, %4
%32 = icmp eq i64 %12, %31
br i1 %32, label %59, label %33
33: ; preds = %27, %55
%34 = phi i64 [ %57, %55 ], [ %29, %27 ]
%35 = phi i32 [ %56, %55 ], [ %30, %27 ]
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %34
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp slt i32 %37, %7
br i1 %38, label %39, label %44
39: ; preds = %33
%40 = sext i32 %35 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %37, i32* %41
store i32 %42, i32* %36
%43 = add nsw i32 %35, 1
br label %44
44: ; preds = %33, %39
%45 = phi i32 [ %43, %39 ], [ %35, %33 ]
%46 = add nsw i64 %34, 1
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp slt i32 %48, %7
br i1 %49, label %50, label %55
50: ; preds = %44
%51 = sext i32 %45 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
store i32 %48, i32* %52
store i32 %53, i32* %47
%54 = add nsw i32 %45, 1
br label %55
55: ; preds = %50, %44
%56 = phi i32 [ %54, %50 ], [ %45, %44 ]
%57 = add nsw i64 %34, 2
%58 = icmp eq i64 %57, %4
br i1 %58, label %59, label %33
59: ; preds = %27, %55, %3
%60 = phi i32 [ %1, %3 ], [ %28, %27 ], [ %56, %55 ]
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
store i32 %63, i32* %6
store i32 %7, i32* %62
ret i32 %60
}