#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*/ free(int *);
int *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int);
void BFS(int root, int **const V, int *color, int n) {
  int i;
  int *Q;
  int head = 0;
  int tail = 0;
  Q = malloc(n * sizeof(int));
  Q[tail] = root;
  tail = (tail + 1) % n;
  color[root] = 1;
  while (tail != head) {
    int start = Q[head];
    head = (head + 1) % n;
    printf("%d\n", start + 1);
    for (i = 1; i <= V[start][0]; i++) {
      if (color[V[start][i]] == 0) {
        color[V[start][i]] = 1;
        Q[tail] = V[start][i];
        tail = (tail + 1) % n;
      }
    }
    color[start] = 2;
  }
  free(Q);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<BFS>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movslq -0x1c(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0x1c(%rbp)
mov    %edx,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
movl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
je     127b <BFS+0x14b>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0x1c(%rbp)
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
lea    0xe3b(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x34(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jg     1267 <BFS+0x137>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x34(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jne    1254 <BFS+0x124>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x34(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
movl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0x1c(%rbp)
mov    %edx,-0x30(%rbp)
jmp    1259 <BFS+0x129>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11d1 <BFS+0xa1>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movl   $0x2,(%rax,%rcx,4)
jmp    1191 <BFS+0x61>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<BFS>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r14d
mov    %rdx,%rbx
mov    %rsi,(%rsp)
mov    %edi,%r15d
lea    0x0(,%r14,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
mov    %r15d,(%rax)
xor    %r13d,%r13d
mov    $0x1,%ebp
mov    $0x1,%eax
xor    %edx,%edx
idiv   %r14d
movslq %r15d,%rax
movl   $0x1,(%rbx,%rax,4)
test   %edx,%edx
je     1218 <BFS+0xe8>
nop
add    $0x1,%r13d
mov    %r13d,%eax
cltd
idiv   %r14d
lea    0x1(%r15),%esi
mov    %edx,%r13d
lea    0xe67(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
movslq %r15d,%rcx
mov    (%rsp),%rax
mov    (%rax,%rcx,8),%rsi
mov    (%rsi),%eax
test   %eax,%eax
jle    1200 <BFS+0xd0>
xor    %edi,%edi
jmp    11cc <BFS+0x9c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movslq %eax,%rdx
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdx,%rdi
jge    1200 <BFS+0xd0>
movslq 0x4(%rsi,%rdi,4),%rdx
cmpl   $0x0,(%rbx,%rdx,4)
jne    11c0 <BFS+0x90>
movl   $0x1,(%rbx,%rdx,4)
mov    0x4(%rsi,%rdi,4),%edx
movslq %ebp,%rax
mov    %edx,(%r12,%rax,4)
add    $0x1,%eax
cltd
idiv   %r14d
mov    (%rsi),%eax
mov    %edx,%ebp
jmp    11c0 <BFS+0x90>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movl   $0x2,(%rbx,%rcx,4)
cmp    %r13d,%ebp
je     1218 <BFS+0xe8>
movslq %r13d,%rax
mov    (%r12,%rax,4),%r15d
jmp    1180 <BFS+0x50>
mov    %r12,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [4 x i8] c"%d\0A\00"
define void @BFS(i32 %0, i32** %1, i32* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32**
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32** %1, i32*** %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 %3, i32* %8
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
%14 = load i32, i32* %8
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %15, 4
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = call i32* @malloc(i32 %17)
store i32* %18, i32** %10
%19 = load i32, i32* %5
%20 = load i32*, i32** %10
%21 = load i32, i32* %12
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
store i32 %19, i32* %23
%24 = load i32, i32* %12
%25 = add nsw i32 %24, 1
%26 = load i32, i32* %8
%27 = srem i32 %25, %26
store i32 %27, i32* %12
%28 = load i32*, i32** %7
%29 = load i32, i32* %5
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
store i32 1, i32* %31
br label %32
32: ; preds = %108, %4
%33 = load i32, i32* %12
%34 = load i32, i32* %11
%35 = icmp ne i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %113
36: ; preds = %32
%37 = load i32*, i32** %10
%38 = load i32, i32* %11
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
store i32 %41, i32* %13
%42 = load i32, i32* %11
%43 = add nsw i32 %42, 1
%44 = load i32, i32* %8
%45 = srem i32 %43, %44
store i32 %45, i32* %11
%46 = load i32, i32* %13
%47 = add nsw i32 %46, 1
%48 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %47)
store i32 1, i32* %9
br label %49
49: ; preds = %105, %36
%50 = load i32, i32* %9
%51 = load i32**, i32*** %6
%52 = load i32, i32* %13
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32*, i32** %51, i64 %53
%55 = load i32*, i32** %54
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 0
%57 = load i32, i32* %56
%58 = icmp sle i32 %50, %57
br i1 %58, label %59, label %108
59: ; preds = %49
%60 = load i32*, i32** %7
%61 = load i32**, i32*** %6
%62 = load i32, i32* %13
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32*, i32** %61, i64 %63
%65 = load i32*, i32** %64
%66 = load i32, i32* %9
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = icmp eq i32 %72, 0
br i1 %73, label %74, label %104
74: ; preds = %59
%75 = load i32*, i32** %7
%76 = load i32**, i32*** %6
%77 = load i32, i32* %13
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32*, i32** %76, i64 %78
%80 = load i32*, i32** %79
%81 = load i32, i32* %9
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %85
store i32 1, i32* %86
%87 = load i32**, i32*** %6
%88 = load i32, i32* %13
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32*, i32** %87, i64 %89
%91 = load i32*, i32** %90
%92 = load i32, i32* %9
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = load i32*, i32** %10
%97 = load i32, i32* %12
%98 = sext i32 %97 to i64
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 %98
store i32 %95, i32* %99
%100 = load i32, i32* %12
%101 = add nsw i32 %100, 1
%102 = load i32, i32* %8
%103 = srem i32 %101, %102
store i32 %103, i32* %12
br label %104
104: ; preds = %74, %59
br label %105
105: ; preds = %104
%106 = load i32, i32* %9
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %9
br label %49
108: ; preds = %49
%109 = load i32*, i32** %7
%110 = load i32, i32* %13
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 %111
store i32 2, i32* %112
br label %32
113: ; preds = %32
%114 = load i32*, i32** %10
%115 = call i32 @free(i32* %114)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [4 x i8] c"%d\0A\00"
define void @BFS(i32 %0, i32** nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3) {
%5 = shl i32 %3, 2
%6 = tail call i32* @malloc(i32 %5)
store i32 %0, i32* %6
%7 = srem i32 1, %3
%8 = sext i32 %0 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %8
store i32 1, i32* %9
%10 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %10, label %55, label %11
11: ; preds = %4, %51
%12 = phi i32 [ %54, %51 ], [ %0, %4 ]
%13 = phi i32 [ %48, %51 ], [ 1, %4 ]
%14 = phi i32 [ %16, %51 ], [ 0, %4 ]
%15 = add nsw i32 %14, 1
%16 = srem i32 %15, %3
%17 = add nsw i32 %12, 1
%18 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %17)
%19 = sext i32 %12 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32*, i32** %1, i64 %19
%21 = load i32*, i32** %20
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp slt i32 %22, 1
br i1 %23, label %47, label %24
24: ; preds = %11, %41
%25 = phi i32 [ %42, %41 ], [ %22, %11 ]
%26 = phi i64 [ %44, %41 ], [ 1, %11 ]
%27 = phi i32 [ %43, %41 ], [ %13, %11 ]
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %21, i64 %26
%29 = load i32, i32* %28
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = icmp eq i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %41
34: ; preds = %24
store i32 1, i32* %31
%35 = load i32, i32* %28
%36 = sext i32 %27 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %36
store i32 %35, i32* %37
%38 = add nsw i32 %27, 1
%39 = srem i32 %38, %3
%40 = load i32, i32* %21
br label %41
41: ; preds = %24, %34
%42 = phi i32 [ %40, %34 ], [ %25, %24 ]
%43 = phi i32 [ %39, %34 ], [ %27, %24 ]
%44 = add nuw nsw i64 %26, 1
%45 = sext i32 %42 to i64
%46 = icmp slt i64 %26, %45
br i1 %46, label %24, label %47
47: ; preds = %41, %11
%48 = phi i32 [ %13, %11 ], [ %43, %41 ]
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %19
store i32 2, i32* %49
%50 = icmp eq i32 %48, %16
br i1 %50, label %55, label %51
51: ; preds = %47
%52 = sext i32 %16 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
br label %11
55: ; preds = %47, %4
%56 = tail call i32 @free(i32* %6)
ret void
}