int twiddle(int *x, int *y, int *z, int *p) {
  register int i, j, k;
  j = 1;
  while (p[j] <= 0)
    j++;
  if (p[j - 1] == 0) {
    for (i = j - 1; i != 1; i--)
      p[i] = -1;
    p[j] = 0;
    *x = *z = 0;
    p[1] = 1;
    *y = j - 1;
  } else {
    if (j > 1)
      p[j - 1] = 0;
    do {
      j++;
    } while (p[j] > 0);
    k = j - 1;
    i = j;
    while (p[i] == 0)
      p[i++] = -1;
    if (p[i] == -1) {
      p[i] = p[k];
      *z = p[k] - 1;
      *x = i - 1;
      *y = k - 1;
      p[k] = -1;
    } else {
      if (i == p[0])
        return (1);
      else {
        p[j] = p[i];
        *z = p[i] - 1;
        p[i] = 0;
        *x = j - 1;
        *y = i - 1;
      }
    }
  }
  return (0);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<twiddle>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
movl   $0x1,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jg     113b <twiddle+0x3b>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    111b <twiddle+0x1b>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jne    11c1 <twiddle+0xc1>
mov    -0x30(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x2c(%rbp)
je     1182 <twiddle+0x82>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    115b <twiddle+0x5b>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movl   $0x1,0x4(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    131c <twiddle+0x21c>
cmpl   $0x1,-0x30(%rbp)
jle    11df <twiddle+0xdf>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jmp    11e4 <twiddle+0xe4>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jg     11e4 <twiddle+0xe4>
mov    -0x30(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jne    123e <twiddle+0x13e>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
jmp    120e <twiddle+0x10e>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
cmpl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
jne    12a6 <twiddle+0x1a6>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
jmp    1317 <twiddle+0x217>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jne    12c1 <twiddle+0x1c1>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1323 <twiddle+0x223>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x30(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    1317 <twiddle+0x217>
jmp    131c <twiddle+0x21c>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<twiddle>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%r13
mov    %rdx,%r12
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%r15
movabs $0x3fffffff8,%rax
xor    %ecx,%ecx
movabs $0x100000000,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %rax,%rdx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    %rdi,%rcx
add    $0x4,%rdx
cmpl   $0x0,0x4(%r13,%rsi,4)
lea    0x1(%rsi),%rsi
jle    1150 <twiddle+0x40>
mov    %esi,%ebx
lea    -0x1(%rsi),%rbp
movslq %ebp,%rdi
cmpl   $0x0,0x0(%r13,%rdi,4)
je     120c <twiddle+0xfc>
cmp    $0x2,%esi
jb     1190 <twiddle+0x80>
movl   $0x0,0x0(%r13,%rdi,4)
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
cmpl   $0x0,0x4(%r13,%rbx,4)
lea    0x1(%rbx),%rbx
jg     1190 <twiddle+0x80>
lea    -0x1(%rbx),%edx
mov    %ebx,%edi
mov    %ebx,%eax
lea    0x0(,%rax,4),%rsi
add    %r13,%rsi
mov    $0x1,%ecx
sub    %ebx,%ecx
mov    %rbx,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rsi),%ebp
test   %ebp,%ebp
jne    11d5 <twiddle+0xc5>
movl   $0xffffffff,(%rsi)
add    $0xffffffff,%ecx
add    $0x4,%rsi
jmp    11c0 <twiddle+0xb0>
cmp    $0xffffffff,%ebp
jne    126d <twiddle+0x15d>
mov    %eax,%eax
mov    0x0(%r13,%rax,4),%edx
mov    %edx,(%rsi)
mov    0x0(%r13,%rax,4),%edx
add    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,(%r12)
neg    %ecx
mov    %ecx,(%r15)
lea    -0x2(%rbx),%ecx
mov    %ecx,(%r14)
movl   $0xffffffff,0x0(%r13,%rax,4)
ff ff
jmp    1299 <twiddle+0x189>
cmp    $0x2,%esi
je     1248 <twiddle+0x138>
sar    $0x20,%rcx
mov    $0x2,%edi
sub    %esi,%edi
movabs $0x3fffffff00000000,%rsi
ff ff 3f
or     %rdi,%rsi
add    %rcx,%rsi
lea    0x0(,%rsi,4),%rdi
add    %r13,%rdi
add    $0x4,%rax
and    %rax,%rdx
mov    $0xff,%esi
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x0,0x0(%r13,%rbx,4)
movl   $0x0,(%r12)
movl   $0x0,(%r15)
movl   $0x1,0x4(%r13)
mov    %ebp,(%r14)
jmp    1299 <twiddle+0x189>
mov    0x0(%r13),%ebx
add    %ecx,%ebx
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x1,%ebx
je     129b <twiddle+0x18b>
mov    %ebp,0x0(%r13,%rdi,4)
mov    (%rsi),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,(%r12)
movl   $0x0,(%rsi)
mov    %edx,(%r15)
neg    %ecx
mov    %ecx,(%r14)
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @twiddle(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
store i32* %0, i32** %6
store i32* %1, i32** %7
store i32* %2, i32** %8
store i32* %3, i32** %9
store i32 1, i32* %11
br label %13
13: ; preds = %20, %4
%14 = load i32*, i32** %9
%15 = load i32, i32* %11
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = icmp sle i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %23
20: ; preds = %13
%21 = load i32, i32* %11
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %11
br label %13
23: ; preds = %13
%24 = load i32*, i32** %9
%25 = load i32, i32* %11
%26 = sub nsw i32 %25, 1
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp eq i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %57
31: ; preds = %23
%32 = load i32, i32* %11
%33 = sub nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %10
br label %34
34: ; preds = %42, %31
%35 = load i32, i32* %10
%36 = icmp ne i32 %35, 1
br i1 %36, label %37, label %45
37: ; preds = %34
%38 = load i32*, i32** %9
%39 = load i32, i32* %10
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
store i32 -1, i32* %41
br label %42
42: ; preds = %37
%43 = load i32, i32* %10
%44 = add nsw i32 %43, -1
store i32 %44, i32* %10
br label %34
45: ; preds = %34
%46 = load i32*, i32** %9
%47 = load i32, i32* %11
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %48
store i32 0, i32* %49
%50 = load i32*, i32** %8
store i32 0, i32* %50
%51 = load i32*, i32** %6
store i32 0, i32* %51
%52 = load i32*, i32** %9
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 1
store i32 1, i32* %53
%54 = load i32, i32* %11
%55 = sub nsw i32 %54, 1
%56 = load i32*, i32** %7
store i32 %55, i32* %56
br label %164
57: ; preds = %23
%58 = load i32, i32* %11
%59 = icmp sgt i32 %58, 1
br i1 %59, label %60, label %66
60: ; preds = %57
%61 = load i32*, i32** %9
%62 = load i32, i32* %11
%63 = sub nsw i32 %62, 1
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %64
store i32 0, i32* %65
br label %66
66: ; preds = %60, %57
br label %67
67: ; preds = %70, %66
%68 = load i32, i32* %11
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %11
br label %70
70: ; preds = %67
%71 = load i32*, i32** %9
%72 = load i32, i32* %11
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 %73
%75 = load i32, i32* %74
%76 = icmp sgt i32 %75, 0
br i1 %76, label %67, label %77
77: ; preds = %70
%78 = load i32, i32* %11
%79 = sub nsw i32 %78, 1
store i32 %79, i32* %12
%80 = load i32, i32* %11
store i32 %80, i32* %10
br label %81
81: ; preds = %88, %77
%82 = load i32*, i32** %9
%83 = load i32, i32* %10
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %85
%87 = icmp eq i32 %86, 0
br i1 %87, label %88, label %94
88: ; preds = %81
%89 = load i32*, i32** %9
%90 = load i32, i32* %10
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %10
%92 = sext i32 %90 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %92
store i32 -1, i32* %93
br label %81
94: ; preds = %81
%95 = load i32*, i32** %9
%96 = load i32, i32* %10
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = icmp eq i32 %99, -1
br i1 %100, label %101, label %128
101: ; preds = %94
%102 = load i32*, i32** %9
%103 = load i32, i32* %12
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = load i32*, i32** %9
%108 = load i32, i32* %10
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %107, i64 %109
store i32 %106, i32* %110
%111 = load i32*, i32** %9
%112 = load i32, i32* %12
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %111, i64 %113
%115 = load i32, i32* %114
%116 = sub nsw i32 %115, 1
%117 = load i32*, i32** %8
store i32 %116, i32* %117
%118 = load i32, i32* %10
%119 = sub nsw i32 %118, 1
%120 = load i32*, i32** %6
store i32 %119, i32* %120
%121 = load i32, i32* %12
%122 = sub nsw i32 %121, 1
%123 = load i32*, i32** %7
store i32 %122, i32* %123
%124 = load i32*, i32** %9
%125 = load i32, i32* %12
%126 = sext i32 %125 to i64
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %124, i64 %126
store i32 -1, i32* %127
br label %163
128: ; preds = %94
%129 = load i32, i32* %10
%130 = load i32*, i32** %9
%131 = getelementptr inbounds i32, i32* %130, i64 0
%132 = load i32, i32* %131
%133 = icmp eq i32 %129, %132
br i1 %133, label %134, label %135
134: ; preds = %128
store i32 1, i32* %5
br label %165
135: ; preds = %128
%136 = load i32*, i32** %9
%137 = load i32, i32* %10
%138 = sext i32 %137 to i64
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %136, i64 %138
%140 = load i32, i32* %139
%141 = load i32*, i32** %9
%142 = load i32, i32* %11
%143 = sext i32 %142 to i64
%144 = getelementptr inbounds i32, i32* %141, i64 %143
store i32 %140, i32* %144
%145 = load i32*, i32** %9
%146 = load i32, i32* %10
%147 = sext i32 %146 to i64
%148 = getelementptr inbounds i32, i32* %145, i64 %147
%149 = load i32, i32* %148
%150 = sub nsw i32 %149, 1
%151 = load i32*, i32** %8
store i32 %150, i32* %151
%152 = load i32*, i32** %9
%153 = load i32, i32* %10
%154 = sext i32 %153 to i64
%155 = getelementptr inbounds i32, i32* %152, i64 %154
store i32 0, i32* %155
%156 = load i32, i32* %11
%157 = sub nsw i32 %156, 1
%158 = load i32*, i32** %6
store i32 %157, i32* %158
%159 = load i32, i32* %10
%160 = sub nsw i32 %159, 1
%161 = load i32*, i32** %7
store i32 %160, i32* %161
br label %162
162: ; preds = %135
br label %163
163: ; preds = %162, %101
br label %164
164: ; preds = %163, %45
store i32 0, i32* %5
br label %165
165: ; preds = %164, %134
%166 = load i32, i32* %5
ret i32 %166
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @twiddle(i32* nocapture writeonly %0, i32* nocapture writeonly %1, i32* nocapture writeonly %2, i32* nocapture %3) {
br label %5
5: ; preds = %5, %4
%6 = phi i64 [ %10, %5 ], [ 1, %4 ]
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %6
%8 = load i32, i32* %7
%9 = icmp slt i32 %8, 1
%10 = add nuw i64 %6, 1
br i1 %9, label %5, label %11
11: ; preds = %5
%12 = trunc i64 %6 to i32
%13 = and i64 %6, 4294967295
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %13
%15 = add nsw i32 %12, -1
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %35
20: ; preds = %11
%21 = icmp eq i32 %15, 1
br i1 %21, label %33, label %22
22: ; preds = %20
%23 = shl i64 %6, 32
%24 = ashr exact i64 %23, 32
%25 = sub i64 2, %6
%26 = or i64 %25, -4294967296
%27 = add nsw i64 %26, %24
%28 = getelementptr i32, i32* %3, i64 %27
%29 = bitcast i32* %28 to i8*
%30 = shl i64 %6, 2
%31 = add i64 %30, 17179869176
%32 = and i64 %31, 17179869180
br label %33
33: ; preds = %22, %20
store i32 0, i32* %14
store i32 0, i32* %2
store i32 0, i32* %0
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 1
store i32 1, i32* %34
store i32 %15, i32* %1
br label %72
35: ; preds = %11
%36 = icmp ugt i32 %12, 1
br i1 %36, label %37, label %38
37: ; preds = %35
store i32 0, i32* %17
br label %38
38: ; preds = %37, %35
br label %39
39: ; preds = %38, %39
%40 = phi i64 [ %41, %39 ], [ %13, %38 ]
%41 = add nuw i64 %40, 1
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = icmp sgt i32 %43, 0
br i1 %44, label %39, label %45
45: ; preds = %39
%46 = trunc i64 %40 to i32
%47 = and i64 %41, 4294967295
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %47
br label %49
49: ; preds = %45, %53
%50 = phi i64 [ %47, %45 ], [ %54, %53 ]
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
switch i32 %52, label %64 [
i32 0, label %53
i32 -1, label %55
]
53: ; preds = %49
%54 = add nuw i64 %50, 1
store i32 -1, i32* %51
br label %49
55: ; preds = %49
%56 = trunc i64 %50 to i32
%57 = and i64 %40, 4294967295
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
store i32 %59, i32* %51
%60 = load i32, i32* %58
%61 = add nsw i32 %60, -1
store i32 %61, i32* %2
%62 = add nsw i32 %56, -1
store i32 %62, i32* %0
%63 = add nsw i32 %46, -1
store i32 %63, i32* %1
store i32 -1, i32* %58
br label %72
64: ; preds = %49
%65 = trunc i64 %50 to i32
%66 = load i32, i32* %3
%67 = icmp eq i32 %66, %65
br i1 %67, label %72, label %68
68: ; preds = %64
store i32 %52, i32* %48
%69 = load i32, i32* %51
%70 = add nsw i32 %69, -1
store i32 %70, i32* %2
store i32 0, i32* %51
store i32 %46, i32* %0
%71 = add nsw i32 %65, -1
store i32 %71, i32* %1
br label %72
72: ; preds = %33, %68, %55, %64
%73 = phi i32 [ 1, %64 ], [ 0, %55 ], [ 0, %68 ], [ 0, %33 ]
ret i32 %73
}