#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 atoi(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int getopt(int, char **, char *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ optarg;
int /*<<< orphan*/ perm(int *, int, int /*<<< orphan*/);
int main(int argc, char **argv) {
  int ch, num = 4;
  int *arr, i;
  while (-1 != (ch = getopt(argc, argv, "n:"))) {
    switch (ch) {
    case 'n': {
      num = atoi(optarg);
      break;
    }
    default: {
      break;
    }
    }
  }
  arr = (int *)malloc(sizeof(int) * num);
  for (i = 0; i < num; ++i) {
    arr[i] = i;
  }
  perm(arr, num, 0);
  free(arr);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x4,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
lea    0xe85(%rip),%rdx
call   1050 <getopt@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    %ecx,%eax
je     11c3 <main+0x73>
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x6e,%eax
jne    11b9 <main+0x69>
jmp    11a3 <main+0x53>
mov    0x2e4e(%rip),%rax
mov    (%rax),%edi
call   1060 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11be <main+0x6e>
jmp    11be <main+0x6e>
jmp    116d <main+0x1d>
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    1205 <main+0xb5>
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11dd <main+0x8d>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
xor    %edx,%edx
call   1070 <perm@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %rsi,%rbx
mov    %edi,%ebp
mov    $0x4,%r14d
lea    0xf26(%rip),%r15
mov    0x2e87(%rip),%r12
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebp,%edi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r15,%rdx
call   1050 <getopt@plt>
cmp    $0xffffffff,%eax
je     11a5 <main+0x55>
cmp    $0x6e,%eax
jne    1180 <main+0x30>
mov    (%r12),%edi
call   1060 <atoi@plt>
mov    %eax,%r14d
jmp    1180 <main+0x30>
lea    0x0(,%r14,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
test   %r14d,%r14d
jle    132c <main+0x1dc>
mov    %r14d,%eax
cmp    $0x8,%r14d
jae    11ce <main+0x7e>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1320 <main+0x1d0>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rdi
mov    %rdi,%rsi
shr    $0x3,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %esi,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x18,%rdi
jae    11fc <main+0xac>
movdqa 0xe0b(%rip),%xmm0
xor    %edi,%edi
jmp    12c8 <main+0x178>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
movdqa 0xdf8(%rip),%xmm0
xor    %edi,%edi
movdqa 0xdfd(%rip),%xmm8
movdqa 0xe04(%rip),%xmm9
movdqa 0xe0b(%rip),%xmm10
movdqa 0xe13(%rip),%xmm4
movdqa 0xe1b(%rip),%xmm5
movdqa 0xe23(%rip),%xmm6
movdqa 0xe2b(%rip),%xmm7
movdqa 0xe33(%rip),%xmm1
nopl   (%rax)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm2,0x10(%rbx,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x30(%rbx,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x40(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x50(%rbx,%rdi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x60(%rbx,%rdi,4)
movdqu %xmm3,0x70(%rbx,%rdi,4)
add    $0x20,%rdi
paddd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    1250 <main+0x100>
test   %rdx,%rdx
je     1310 <main+0x1c0>
lea    (%rbx,%rdi,4),%rsi
add    $0x10,%rsi
shl    $0x5,%rdx
xor    %edi,%edi
movdqa 0xd2d(%rip),%xmm1
movdqa 0xd35(%rip),%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm0,-0x10(%rsi,%rdi,1)
movdqu %xmm3,(%rsi,%rdi,1)
paddd  %xmm2,%xmm0
add    $0x20,%rdi
cmp    %rdi,%rdx
jne    12f0 <main+0x1a0>
cmp    %rax,%rcx
je     132c <main+0x1dc>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %ecx,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1320 <main+0x1d0>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r14d,%esi
xor    %edx,%edx
call   1070 <perm@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"n:\00"
@optarg = global i32 0
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
store i32 4, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %21, %2
%11 = load i32, i32* %4
%12 = load i8**, i8*** %5
%13 = call i32 @getopt(i32 %11, i8** %12, i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
store i32 %13, i32* %6
%14 = icmp ne i32 -1, %13
br i1 %14, label %15, label %22
15: ; preds = %10
%16 = load i32, i32* %6
switch i32 %16, label %20 [
i32 110, label %17
]
17: ; preds = %15
%18 = load i32, i32* @optarg
%19 = call i32 @atoi(i32 %18)
store i32 %19, i32* %7
br label %21
20: ; preds = %15
br label %21
21: ; preds = %20, %17
br label %10
22: ; preds = %10
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = mul i64 4, %24
%26 = trunc i64 %25 to i32
%27 = call i64 @malloc(i32 %26)
%28 = inttoptr i64 %27 to i32*
store i32* %28, i32** %8
store i32 0, i32* %9
br label %29
29: ; preds = %39, %22
%30 = load i32, i32* %9
%31 = load i32, i32* %7
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %42
33: ; preds = %29
%34 = load i32, i32* %9
%35 = load i32*, i32** %8
%36 = load i32, i32* %9
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
store i32 %34, i32* %38
br label %39
39: ; preds = %33
%40 = load i32, i32* %9
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %9
br label %29
42: ; preds = %29
%43 = load i32*, i32** %8
%44 = load i32, i32* %7
%45 = call i32 @perm(i32* %43, i32 %44, i32 0)
%46 = load i32*, i32** %8
%47 = call i32 @free(i32* %46)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"n:\00"
@optarg = global i32 0
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
br label %3
3: ; preds = %7, %2
%4 = phi i32 [ %9, %7 ], [ 4, %2 ]
br label %5
5: ; preds = %3, %5
%6 = tail call i32 @getopt(i32 %0, i8** %1, i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
switch i32 %6, label %5 [
i32 -1, label %10
i32 110, label %7
]
7: ; preds = %5
%8 = load i32, i32* @optarg
%9 = tail call i32 @atoi(i32 %8)
br label %3
10: ; preds = %5
%11 = shl i32 %4, 2
%12 = tail call i64 @malloc(i32 %11)
%13 = inttoptr i64 %12 to i32*
%14 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %14, label %15, label %88
15: ; preds = %10
%16 = zext i32 %4 to i64
%17 = icmp ult i32 %4, 8
br i1 %17, label %80, label %18
18: ; preds = %15
%19 = and i64 %16, 4294967288
%20 = add nsw i64 %19, -8
%21 = lshr exact i64 %20, 3
%22 = add nuw nsw i64 %21, 1
%23 = and i64 %22, 3
%24 = icmp ult i64 %20, 24
br i1 %24, label %61, label %25
25: ; preds = %18
%26 = and i64 %22, 4611686018427387900
br label %27
27: ; preds = %27, %25
%28 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %57, %27 ]
%29 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %25 ], [ %58, %27 ]
%30 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %59, %27 ]
%31 = add <4 x i32> %29, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %28
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %29, <4 x i32>* %33
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 4
%35 = bitcast i32* %34 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %31, <4 x i32>* %35
%36 = or i64 %28, 8
%37 = add <4 x i32> %29, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%38 = add <4 x i32> %29, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %36
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %37, <4 x i32>* %40
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 4
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %38, <4 x i32>* %42
%43 = or i64 %28, 16
%44 = add <4 x i32> %29, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%45 = add <4 x i32> %29, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %43
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %44, <4 x i32>* %47
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 4
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %45, <4 x i32>* %49
%50 = or i64 %28, 24
%51 = add <4 x i32> %29, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%52 = add <4 x i32> %29, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %50
%54 = bitcast i32* %53 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %51, <4 x i32>* %54
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 4
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %52, <4 x i32>* %56
%57 = add nuw i64 %28, 32
%58 = add <4 x i32> %29, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%59 = add i64 %30, 4
%60 = icmp eq i64 %59, %26
br i1 %60, label %61, label %27
61: ; preds = %27, %18
%62 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %57, %27 ]
%63 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %18 ], [ %58, %27 ]
%64 = icmp eq i64 %23, 0
br i1 %64, label %78, label %65
65: ; preds = %61, %65
%66 = phi i64 [ %74, %65 ], [ %62, %61 ]
%67 = phi <4 x i32> [ %75, %65 ], [ %63, %61 ]
%68 = phi i64 [ %76, %65 ], [ 0, %61 ]
%69 = add <4 x i32> %67, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %66
%71 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %67, <4 x i32>* %71
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 4
%73 = bitcast i32* %72 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %69, <4 x i32>* %73
%74 = add nuw i64 %66, 8
%75 = add <4 x i32> %67, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%76 = add i64 %68, 1
%77 = icmp eq i64 %76, %23
br i1 %77, label %78, label %65
78: ; preds = %65, %61
%79 = icmp eq i64 %19, %16
br i1 %79, label %88, label %80
80: ; preds = %15, %78
%81 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %19, %78 ]
br label %82
82: ; preds = %80, %82
%83 = phi i64 [ %86, %82 ], [ %81, %80 ]
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %83
%85 = trunc i64 %83 to i32
store i32 %85, i32* %84
%86 = add nuw nsw i64 %83, 1
%87 = icmp eq i64 %86, %16
br i1 %87, label %88, label %82
88: ; preds = %82, %78, %10
%89 = tail call i32 @perm(i32* %13, i32 %4, i32 0)
%90 = tail call i32 @free(i32* %13)
ret i32 0
}