#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*/ assert(int);
int *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ shuffle(int *, int);
void test_sort(void (*sort_fn)(int[], int), int size) {
  int *data = malloc(sizeof(int) * size);
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    data[i] = i;
  }
  shuffle(data, size);
  sort_fn(data, size);
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    assert(i == data[i]);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<test_sort>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1181 <test_sort+0x51>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1159 <test_sort+0x29>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
call   1030 <shuffle@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
call   *%rax
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11d6 <test_sort+0xa6>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
sete   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11a1 <test_sort+0x71>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<test_sort>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
lea    0x0(,%r14,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
test   %r14d,%r14d
jle    1163 <test_sort+0x33>
mov    %r14d,%r15d
cmp    $0x8,%r14d
jae    1184 <test_sort+0x54>
xor    %eax,%eax
jmp    12f0 <test_sort+0x1c0>
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1030 <shuffle@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
mov    %rbx,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
jmp    *%rax
mov    %r15d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
lea    -0x8(%rax),%rsi
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %edx,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x18,%rsi
jae    11b3 <test_sort+0x83>
movdqa 0xe54(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
jmp    1290 <test_sort+0x160>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
movdqa 0xe41(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
movdqa 0xe46(%rip),%xmm8
movdqa 0xe4d(%rip),%xmm9
movdqa 0xe54(%rip),%xmm10
movdqa 0xe5c(%rip),%xmm4
movdqa 0xe64(%rip),%xmm5
movdqa 0xe6c(%rip),%xmm6
movdqa 0xe74(%rip),%xmm7
movdqa 0xe7c(%rip),%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm2,0x10(%r12,%rsi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm3,0x30(%r12,%rsi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x40(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm3,0x50(%r12,%rsi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x60(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm3,0x70(%r12,%rsi,4)
add    $0x20,%rsi
paddd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
jne    1210 <test_sort+0xe0>
test   %rcx,%rcx
je     12e0 <test_sort+0x1b0>
lea    (%r12,%rsi,4),%rdx
add    $0x10,%rdx
shl    $0x5,%rcx
xor    %esi,%esi
movdqa 0xd65(%rip),%xmm1
movdqa 0xd6d(%rip),%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm0,-0x10(%rdx,%rsi,1)
movdqu %xmm3,(%rdx,%rsi,1)
paddd  %xmm2,%xmm0
add    $0x20,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    12c0 <test_sort+0x190>
cmp    %r15,%rax
je     12fd <test_sort+0x1cd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %eax,(%r12,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r15
jne    12f0 <test_sort+0x1c0>
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1030 <shuffle@plt>
mov    %r12,%rdi
mov    %r14d,%esi
call   *%rbx
test   %r14d,%r14d
jle    133b <test_sort+0x20b>
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%rbx,4),%eax
xor    %edi,%edi
cmp    %rax,%rbx
sete   %dil
call   1040 <assert@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
jne    1320 <test_sort+0x1f0>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @test_sort(void (i32*, i32)* %0, i32 %1) {
%3 = alloca void (i32*, i32)*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store void (i32*, i32)* %0, void (i32*, i32)** %3
store i32 %1, i32* %4
%8 = load i32, i32* %4
%9 = sext i32 %8 to i64
%10 = mul i64 4, %9
%11 = trunc i64 %10 to i32
%12 = call i32* @malloc(i32 %11)
store i32* %12, i32** %5
store i32 0, i32* %6
br label %13
13: ; preds = %23, %2
%14 = load i32, i32* %6
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp slt i32 %14, %15
br i1 %16, label %17, label %26
17: ; preds = %13
%18 = load i32, i32* %6
%19 = load i32*, i32** %5
%20 = load i32, i32* %6
%21 = sext i32 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %21
store i32 %18, i32* %22
br label %23
23: ; preds = %17
%24 = load i32, i32* %6
%25 = add nsw i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %6
br label %13
26: ; preds = %13
%27 = load i32*, i32** %5
%28 = load i32, i32* %4
%29 = call i32 @shuffle(i32* %27, i32 %28)
%30 = load void (i32*, i32)*, void (i32*, i32)** %3
%31 = load i32*, i32** %5
%32 = load i32, i32* %4
store i32 0, i32* %7
br label %33
33: ; preds = %47, %26
%34 = load i32, i32* %7
%35 = load i32, i32* %4
%36 = icmp slt i32 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %50
37: ; preds = %33
%38 = load i32, i32* %7
%39 = load i32*, i32** %5
%40 = load i32, i32* %7
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp eq i32 %38, %43
%45 = zext i1 %44 to i32
%46 = call i32 @assert(i32 %45)
br label %47
47: ; preds = %37
%48 = load i32, i32* %7
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %7
br label %33
50: ; preds = %33
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @test_sort(void (i32*, i32)* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = shl i32 %1, 2
%4 = tail call i32* @malloc(i32 %3)
%5 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %5, label %6, label %83
6: ; preds = %2
%7 = zext i32 %1 to i64
%8 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %8, label %71, label %9
9: ; preds = %6
%10 = and i64 %7, 4294967288
%11 = add nsw i64 %10, -8
%12 = lshr exact i64 %11, 3
%13 = add nuw nsw i64 %12, 1
%14 = and i64 %13, 3
%15 = icmp ult i64 %11, 24
br i1 %15, label %52, label %16
16: ; preds = %9
%17 = and i64 %13, 4611686018427387900
br label %18
18: ; preds = %18, %16
%19 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %48, %18 ]
%20 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %16 ], [ %49, %18 ]
%21 = phi i64 [ 0, %16 ], [ %50, %18 ]
%22 = add <4 x i32> %20, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %19
%24 = bitcast i32* %23 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %20, <4 x i32>* %24
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 4
%26 = bitcast i32* %25 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %22, <4 x i32>* %26
%27 = or i64 %19, 8
%28 = add <4 x i32> %20, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%29 = add <4 x i32> %20, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %27
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %28, <4 x i32>* %31
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 4
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %29, <4 x i32>* %33
%34 = or i64 %19, 16
%35 = add <4 x i32> %20, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%36 = add <4 x i32> %20, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %34
%38 = bitcast i32* %37 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %35, <4 x i32>* %38
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 4
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %36, <4 x i32>* %40
%41 = or i64 %19, 24
%42 = add <4 x i32> %20, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%43 = add <4 x i32> %20, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %41
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %42, <4 x i32>* %45
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 4
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %43, <4 x i32>* %47
%48 = add nuw i64 %19, 32
%49 = add <4 x i32> %20, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%50 = add i64 %21, 4
%51 = icmp eq i64 %50, %17
br i1 %51, label %52, label %18
52: ; preds = %18, %9
%53 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %48, %18 ]
%54 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %9 ], [ %49, %18 ]
%55 = icmp eq i64 %14, 0
br i1 %55, label %69, label %56
56: ; preds = %52, %56
%57 = phi i64 [ %65, %56 ], [ %53, %52 ]
%58 = phi <4 x i32> [ %66, %56 ], [ %54, %52 ]
%59 = phi i64 [ %67, %56 ], [ 0, %52 ]
%60 = add <4 x i32> %58, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %57
%62 = bitcast i32* %61 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %58, <4 x i32>* %62
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 4
%64 = bitcast i32* %63 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %60, <4 x i32>* %64
%65 = add nuw i64 %57, 8
%66 = add <4 x i32> %58, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%67 = add i64 %59, 1
%68 = icmp eq i64 %67, %14
br i1 %68, label %69, label %56
69: ; preds = %56, %52
%70 = icmp eq i64 %10, %7
br i1 %70, label %73, label %71
71: ; preds = %6, %69
%72 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %10, %69 ]
br label %77
73: ; preds = %77, %69
%74 = tail call i32 @shuffle(i32* %4, i32 %1)
tail call void %0(i32* %4, i32 %1)
br i1 %5, label %75, label %85
75: ; preds = %73
%76 = zext i32 %1 to i64
br label %86
77: ; preds = %71, %77
%78 = phi i64 [ %81, %77 ], [ %72, %71 ]
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %78
%80 = trunc i64 %78 to i32
store i32 %80, i32* %79
%81 = add nuw nsw i64 %78, 1
%82 = icmp eq i64 %81, %7
br i1 %82, label %73, label %77
83: ; preds = %2
%84 = tail call i32 @shuffle(i32* %4, i32 %1)
tail call void %0(i32* %4, i32 %1)
br label %85
85: ; preds = %86, %83, %73
ret void
86: ; preds = %75, %86
%87 = phi i64 [ 0, %75 ], [ %94, %86 ]
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %87
%89 = load i32, i32* %88
%90 = zext i32 %89 to i64
%91 = icmp eq i64 %87, %90
%92 = zext i1 %91 to i32
%93 = tail call i32 @assert(i32 %92)
%94 = add nuw nsw i64 %87, 1
%95 = icmp eq i64 %94, %76
br i1 %95, label %85, label %86
}