#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 *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(int *, int *, int);
void find_all_combinations(int idx, int *in_use, int *combination, int n, int k,
                           int **output, int *size) {
  int i;
  if (idx == k) {
    int *tmp = (int *)malloc((*size + 1) * k * sizeof(int));
    memcpy(tmp, *output, *size * k * sizeof(int));
    free(*output);
    *output = tmp;
    for (i = 0; i < k; i++) {
      (*output)[*size * k + i] = combination[i];
    }
    *size += 1;
    return;
  }
  for (i = 0; i < n; i++) {
    if (in_use[i]) {
      continue;
    }
    in_use[i] = 1;
    combination[idx] = i;
    idx = idx + 1;
    find_all_combinations(idx, in_use, combination, n, k, output, size);
    idx = idx - 1;
    combination[idx] = 0;
    in_use[i] = 0;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<find_all_combinations>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jne    121b <find_all_combinations+0xdb>
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
add    $0x1,%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
imul   -0x20(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    120b <find_all_combinations+0xcb>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
imul   -0x20(%rbp),%ecx
add    -0x2c(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    11cc <find_all_combinations+0x8c>
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
jmp    12c3 <find_all_combinations+0x183>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    12c3 <find_all_combinations+0x183>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     1245 <find_all_combinations+0x105>
jmp    12b5 <find_all_combinations+0x175>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%r8d
mov    -0x28(%rbp),%r9
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,(%rsp)
call   1040 <find_all_combinations@plt>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1222 <find_all_combinations+0xe2>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<find_all_combinations>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rdx,%r13
mov    %edi,%r14d
mov    0x60(%rsp),%r15
cmp    %r8d,%edi
jne    11b6 <find_all_combinations+0x76>
mov    (%r15),%edi
add    $0x1,%edi
lea    0x0(,%r14,4),%ebx
imul   %ebx,%edi
mov    %r9,%rbp
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
mov    0x0(%rbp),%rsi
imul   (%r15),%ebx
mov    %rax,%rdi
mov    %ebx,%edx
call   1050 <memcpy@plt>
mov    0x0(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r12,0x0(%rbp)
test   %r14d,%r14d
jle    12ad <find_all_combinations+0x16d>
mov    %r14d,%eax
cmp    $0x1,%r14d
jne    1256 <find_all_combinations+0x116>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1296 <find_all_combinations+0x156>
test   %ecx,%ecx
jle    12b1 <find_all_combinations+0x171>
mov    %rsi,%rbp
mov    %ecx,%ebx
movslq %r14d,%rax
mov    %rax,0x18(%rsp)
add    $0x1,%r14d
xor    %r12d,%r12d
mov    %r13,0x20(%rsp)
mov    %r14,0x10(%rsp)
mov    0x18(%rsp),%r15
jmp    11fd <find_all_combinations+0xbd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r12
cmp    %r12,%rbx
je     12b1 <find_all_combinations+0x171>
cmpl   $0x0,0x0(%rbp,%r12,4)
jne    11f0 <find_all_combinations+0xb0>
movl   $0x1,0x0(%rbp,%r12,4)
mov    %r12d,0x0(%r13,%r15,4)
mov    0x60(%rsp),%rax
mov    %rax,(%rsp)
mov    %r14d,%edi
mov    %rbp,%rsi
mov    %r13,%rdx
mov    %ebx,%ecx
mov    %r8d,%r13d
mov    %r9,%r14
call   1040 <find_all_combinations@plt>
mov    %r13d,%r8d
mov    0x20(%rsp),%r13
mov    %r14,%r9
mov    0x10(%rsp),%r14
movl   $0x0,0x0(%r13,%r15,4)
movl   $0x0,0x0(%rbp,%r12,4)
jmp    11f0 <find_all_combinations+0xb0>
mov    %eax,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
xor    %ecx,%ecx
nopl   (%rax)
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%esi
mov    (%r15),%edi
imul   %r14d,%edi
add    %ecx,%edi
movslq %edi,%rdi
mov    %esi,(%r12,%rdi,4)
mov    0x4(%r13,%rcx,4),%esi
mov    (%r15),%edi
imul   %r14d,%edi
add    %ecx,%edi
add    $0x1,%edi
movslq %edi,%rdi
mov    %esi,(%r12,%rdi,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rdx
jne    1260 <find_all_combinations+0x120>
test   $0x1,%al
je     12ad <find_all_combinations+0x16d>
imul   (%r15),%r14d
mov    0x0(%r13,%rcx,4),%eax
add    %r14d,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %eax,(%r12,%rcx,4)
addl   $0x1,(%r15)
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @find_all_combinations(i32 %0, i32* %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4, i32** %5, i32* %6) {
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32**
%14 = alloca i32*
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %8
store i32* %1, i32** %9
store i32* %2, i32** %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store i32** %5, i32*** %13
store i32* %6, i32** %14
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %12
%19 = icmp eq i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %74
20: ; preds = %7
%21 = load i32*, i32** %14
%22 = load i32, i32* %21
%23 = add nsw i32 %22, 1
%24 = load i32, i32* %12
%25 = mul nsw i32 %23, %24
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = mul i64 %26, 4
%28 = trunc i64 %27 to i32
%29 = call i64 @malloc(i32 %28)
%30 = inttoptr i64 %29 to i32*
store i32* %30, i32** %16
%31 = load i32*, i32** %16
%32 = load i32**, i32*** %13
%33 = load i32*, i32** %32
%34 = load i32*, i32** %14
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %12
%37 = mul nsw i32 %35, %36
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = mul i64 %38, 4
%40 = trunc i64 %39 to i32
%41 = call i32 @memcpy(i32* %31, i32* %33, i32 %40)
%42 = load i32**, i32*** %13
%43 = load i32*, i32** %42
%44 = call i32 @free(i32* %43)
%45 = load i32*, i32** %16
%46 = load i32**, i32*** %13
store i32* %45, i32** %46
store i32 0, i32* %15
br label %47
47: ; preds = %67, %20
%48 = load i32, i32* %15
%49 = load i32, i32* %12
%50 = icmp slt i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %70
51: ; preds = %47
%52 = load i32*, i32** %10
%53 = load i32, i32* %15
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = load i32**, i32*** %13
%58 = load i32*, i32** %57
%59 = load i32*, i32** %14
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32, i32* %12
%62 = mul nsw i32 %60, %61
%63 = load i32, i32* %15
%64 = add nsw i32 %62, %63
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 %65
store i32 %56, i32* %66
br label %67
67: ; preds = %51
%68 = load i32, i32* %15
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %15
br label %47
70: ; preds = %47
%71 = load i32*, i32** %14
%72 = load i32, i32* %71
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %71
br label %119
74: ; preds = %7
store i32 0, i32* %15
br label %75
75: ; preds = %116, %74
%76 = load i32, i32* %15
%77 = load i32, i32* %11
%78 = icmp slt i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %119
79: ; preds = %75
%80 = load i32*, i32** %9
%81 = load i32, i32* %15
%82 = sext i32 %81 to i64
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = icmp ne i32 %84, 0
br i1 %85, label %86, label %87
86: ; preds = %79
br label %116
87: ; preds = %79
%88 = load i32*, i32** %9
%89 = load i32, i32* %15
%90 = sext i32 %89 to i64
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %88, i64 %90
store i32 1, i32* %91
%92 = load i32, i32* %15
%93 = load i32*, i32** %10
%94 = load i32, i32* %8
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 %95
store i32 %92, i32* %96
%97 = load i32, i32* %8
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %8
%99 = load i32, i32* %8
%100 = load i32*, i32** %9
%101 = load i32*, i32** %10
%102 = load i32, i32* %11
%103 = load i32, i32* %12
%104 = load i32**, i32*** %13
%105 = load i32*, i32** %14
%106 = load i32, i32* %8
%107 = sub nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %8
%108 = load i32*, i32** %10
%109 = load i32, i32* %8
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i32, i32* %108, i64 %110
store i32 0, i32* %111
%112 = load i32*, i32** %9
%113 = load i32, i32* %15
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i64 %114
store i32 0, i32* %115
br label %116
116: ; preds = %87, %86
%117 = load i32, i32* %15
%118 = add nsw i32 %117, 1
store i32 %118, i32* %15
br label %75
119: ; preds = %70, %75
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @find_all_combinations(i32 %0, i32* nocapture %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32 %4, i32** nocapture %5, i32* nocapture %6) {
%8 = icmp eq i32 %0, %4
br i1 %8, label %16, label %9
9: ; preds = %7
%10 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %10, label %11, label %84
11: ; preds = %9
%12 = sext i32 %0 to i64
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %12
%14 = add nsw i32 %0, 1
%15 = zext i32 %3 to i64
br label %74
16: ; preds = %7
%17 = load i32, i32* %6
%18 = add nsw i32 %17, 1
%19 = shl i32 %0, 2
%20 = mul i32 %19, %18
%21 = tail call i64 @malloc(i32 %20)
%22 = inttoptr i64 %21 to i32*
%23 = load i32*, i32** %5
%24 = load i32, i32* %6
%25 = mul i32 %19, %24
%26 = tail call i32 @memcpy(i32* %22, i32* %23, i32 %25)
%27 = load i32*, i32** %5
%28 = tail call i32 @free(i32* %27)
store i32* %22, i32** %5
%29 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %29, label %30, label %71
30: ; preds = %16
%31 = zext i32 %0 to i64
%32 = and i64 %31, 1
%33 = icmp eq i32 %0, 1
br i1 %33, label %59, label %34
34: ; preds = %30
%35 = and i64 %31, 4294967294
br label %36
36: ; preds = %36, %34
%37 = phi i64 [ 0, %34 ], [ %56, %36 ]
%38 = phi i64 [ 0, %34 ], [ %57, %36 ]
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %37
%40 = load i32, i32* %39
%41 = load i32, i32* %6
%42 = mul nsw i32 %41, %0
%43 = trunc i64 %37 to i32
%44 = add nsw i32 %42, %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %45
store i32 %40, i32* %46
%47 = or i64 %37, 1
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = load i32, i32* %6
%51 = mul nsw i32 %50, %0
%52 = trunc i64 %47 to i32
%53 = add nsw i32 %51, %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %54
store i32 %49, i32* %55
%56 = add nuw nsw i64 %37, 2
%57 = add i64 %38, 2
%58 = icmp eq i64 %57, %35
br i1 %58, label %59, label %36
59: ; preds = %36, %30
%60 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %56, %36 ]
%61 = icmp eq i64 %32, 0
br i1 %61, label %71, label %62
62: ; preds = %59
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %60
%64 = load i32, i32* %63
%65 = load i32, i32* %6
%66 = mul nsw i32 %65, %0
%67 = trunc i64 %60 to i32
%68 = add nsw i32 %66, %67
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %69
store i32 %64, i32* %70
br label %71
71: ; preds = %62, %59, %16
%72 = load i32, i32* %6
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %6
br label %84
74: ; preds = %11, %81
%75 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %82, %81 ]
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = icmp eq i32 %77, 0
br i1 %78, label %79, label %81
79: ; preds = %74
store i32 1, i32* %76
%80 = trunc i64 %75 to i32
store i32 %80, i32* %13
tail call void @find_all_combinations(i32 %14, i32* %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4, i32** %5, i32* %6)
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %76
br label %81
81: ; preds = %74, %79
%82 = add nuw nsw i64 %75, 1
%83 = icmp eq i64 %82, %15
br i1 %83, label %84, label %74
84: ; preds = %81, %9, %71
ret void
}