#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*/ exchange(int *, int, int);
int partition(int *a, int p, int r) {
  int x = a[r - 1];
  int i = p - 1;
  for (int j = p; j < (r - 1); j++) {
    if (a[j] <= x) {
      i = i + 1;
      exchange(a, i, j);
    }
  }
  exchange(a, (i + 1), (r - 1));
  return (i + 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<partition>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1194 <partition+0x84>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     1181 <partition+0x71>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1030 <exchange@plt>
jmp    1186 <partition+0x76>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1144 <partition+0x34>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
call   1030 <exchange@plt>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<partition>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%r14
lea    -0x1(%rdx),%r15d
lea    -0x1(%rbp),%r13d
cmp    %esi,%r15d
jle    1164 <partition+0x54>
movslq %edx,%rax
mov    -0x4(%r14,%rax,4),%r12d
movslq %ebp,%rax
lea    (%r14,%rax,4),%rbx
jmp    114c <partition+0x3c>
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%ebp
add    $0x4,%rbx
cmp    %ebp,%r15d
je     1164 <partition+0x54>
cmp    %r12d,(%rbx)
jg     1140 <partition+0x30>
add    $0x1,%r13d
mov    %r14,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <exchange@plt>
jmp    1140 <partition+0x30>
add    $0x1,%r13d
mov    %r14,%rdi
mov    %r13d,%esi
mov    %r15d,%edx
call   1030 <exchange@plt>
mov    %r13d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
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
store i32* %0, i32** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%10 = load i32*, i32** %4
%11 = load i32, i32* %6
%12 = sub nsw i32 %11, 1
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
store i32 %15, i32* %7
%16 = load i32, i32* %5
%17 = sub nsw i32 %16, 1
store i32 %17, i32* %8
%18 = load i32, i32* %5
store i32 %18, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %40, %3
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32, i32* %6
%22 = sub nsw i32 %21, 1
%23 = icmp slt i32 %20, %22
br i1 %23, label %24, label %43
24: ; preds = %19
%25 = load i32*, i32** %4
%26 = load i32, i32* %9
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = icmp sle i32 %29, %30
br i1 %31, label %32, label %39
32: ; preds = %24
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %8
%35 = load i32*, i32** %4
%36 = load i32, i32* %8
%37 = load i32, i32* %9
%38 = call i32 @exchange(i32* %35, i32 %36, i32 %37)
br label %39
39: ; preds = %32, %24
br label %40
40: ; preds = %39
%41 = load i32, i32* %9
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %9
br label %19
43: ; preds = %19
%44 = load i32*, i32** %4
%45 = load i32, i32* %8
%46 = add nsw i32 %45, 1
%47 = load i32, i32* %6
%48 = sub nsw i32 %47, 1
%49 = call i32 @exchange(i32* %44, i32 %46, i32 %48)
%50 = load i32, i32* %8
%51 = add nsw i32 %50, 1
ret i32 %51
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @partition(i32* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = add nsw i32 %2, -1
%5 = sext i32 %4 to i64
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %5
%7 = load i32, i32* %6
%8 = add nsw i32 %1, -1
%9 = icmp sgt i32 %4, %1
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %3
%11 = sext i32 %1 to i64
br label %16
12: ; preds = %26, %3
%13 = phi i32 [ %8, %3 ], [ %27, %26 ]
%14 = add nsw i32 %13, 1
%15 = tail call i32 @exchange(i32* %0, i32 %14, i32 %4)
ret i32 %14
16: ; preds = %10, %26
%17 = phi i64 [ %11, %10 ], [ %28, %26 ]
%18 = phi i32 [ %8, %10 ], [ %27, %26 ]
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%20 = load i32, i32* %19
%21 = icmp sgt i32 %20, %7
br i1 %21, label %26, label %22
22: ; preds = %16
%23 = add nsw i32 %18, 1
%24 = trunc i64 %17 to i32
%25 = tail call i32 @exchange(i32* %0, i32 %23, i32 %24)
br label %26
26: ; preds = %16, %22
%27 = phi i32 [ %23, %22 ], [ %18, %16 ]
%28 = add nsw i64 %17, 1
%29 = trunc i64 %28 to i32
%30 = icmp eq i32 %4, %29
br i1 %30, label %12, label %16
}