#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*/ printf(char *, int);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
int main() {
  int num_cases, num_elems;
  int num[64];
  int i, j;
  int count;
  scanf("%d\n", &num_cases);
  while (num_cases-- > 0) {
    scanf("%d\n", &num_elems);
    for (i = 0; i < num_elems; i++) {
      scanf("%d", &num[i]);
    }
    count = 0;
    for (i = 1; i < num_elems; i++) {
      for (j = 0; j < num_elems - i; j++) {
        if (num[j] > num[j + 1]) {
          do {
            int temp;
            temp = num[j];
            num[j] = num[j + 1];
            num[j + 1] = temp;
          } while (0);
          count++;
        }
      }
    }
    printf("Optimal train swapping takes %d swaps.\n", count);
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x120,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
lea    0xec7(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x8(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jle    12c8 <main+0x1a8>
lea    0xea3(%rip),%rdi
lea    -0xc(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
movl   $0x0,-0x114(%rbp)
mov    -0x114(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11b4 <main+0x94>
movslq -0x114(%rbp),%rax
lea    -0x110(%rbp),%rsi
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
lea    0xe69(%rip),%rdi
call   1040 <scanf@plt>
mov    -0x114(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x114(%rbp)
jmp    1170 <main+0x50>
movl   $0x0,-0x11c(%rbp)
movl   $0x1,-0x114(%rbp)
mov    -0x114(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    12b1 <main+0x191>
movl   $0x0,-0x118(%rbp)
mov    -0x118(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x114(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1298 <main+0x178>
movslq -0x118(%rbp),%rax
mov    -0x110(%rbp,%rax,4),%eax
mov    -0x118(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmp    -0x110(%rbp,%rcx,4),%eax
jle    127f <main+0x15f>
jmp    1224 <main+0x104>
movslq -0x118(%rbp),%rax
mov    -0x110(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0x120(%rbp)
mov    -0x118(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    -0x110(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x118(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x110(%rbp,%rax,4)
mov    -0x120(%rbp),%ecx
mov    -0x118(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    %ecx,-0x110(%rbp,%rax,4)
mov    -0x11c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x11c(%rbp)
jmp    1284 <main+0x164>
mov    -0x118(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x118(%rbp)
jmp    11e1 <main+0xc1>
jmp    129d <main+0x17d>
mov    -0x114(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x114(%rbp)
jmp    11c8 <main+0xa8>
mov    -0x11c(%rbp),%esi
lea    0xd49(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
jmp    1142 <main+0x22>
xor    %eax,%eax
add    $0x120,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x118,%rsp
lea    0xec8(%rip),%rdi
lea    0x8(%rsp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    0x8(%rsp),%eax
lea    -0x1(%rax),%ecx
mov    %ecx,0x8(%rsp)
test   %eax,%eax
jle    12a2 <main+0x182>
lea    0xea4(%rip),%r14
lea    0xc(%rsp),%r15
lea    0xe9c(%rip),%r13
lea    0xe98(%rip),%r12
jmp    119b <main+0x7b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12,%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    0x8(%rsp),%eax
lea    -0x1(%rax),%ecx
mov    %ecx,0x8(%rsp)
test   %eax,%eax
jle    12a2 <main+0x182>
mov    %r14,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1040 <scanf@plt>
cmpl   $0x0,0xc(%rsp)
mov    $0x0,%esi
jle    1180 <main+0x60>
lea    0x10(%rsp),%rbx
xor    %ebp,%ebp
nopl   0x0(%rax)
mov    %r13,%rdi
mov    %rbx,%rsi
call   1040 <scanf@plt>
add    $0x1,%rbp
movslq 0xc(%rsp),%rax
add    $0x4,%rbx
cmp    %rax,%rbp
jl     11c0 <main+0xa0>
mov    $0x0,%esi
cmp    $0x2,%eax
jl     1180 <main+0x60>
lea    -0x1(%rax),%r9d
mov    $0x1,%r11d
xor    %r10d,%r10d
xor    %esi,%esi
jmp    1215 <main+0xf5>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r11d
add    $0x1,%r10d
add    $0xffffffff,%r9d
cmp    %eax,%r11d
je     1180 <main+0x60>
cmp    %r11d,%eax
jle    1200 <main+0xe0>
mov    %r10d,%r8d
not    %r8d
add    %eax,%r8d
mov    0x10(%rsp),%edx
cmp    $0x1,%r8d
jne    1250 <main+0x130>
xor    %edi,%edi
test   $0x1,%r8b
je     1200 <main+0xe0>
mov    0x14(%rsp,%rdi,4),%ecx
cmp    %ecx,%edx
jle    1200 <main+0xe0>
mov    %ecx,0x10(%rsp,%rdi,4)
mov    %edx,0x14(%rsp,%rdi,4)
add    $0x1,%esi
jmp    1200 <main+0xe0>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r9d,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
xor    %ebp,%ebp
jmp    1273 <main+0x153>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebx,0x14(%rsp,%rbp,4)
mov    %edx,0x18(%rsp,%rbp,4)
add    $0x1,%esi
mov    %rdi,%rbp
cmp    %rdi,%rcx
je     122f <main+0x10f>
mov    0x14(%rsp,%rbp,4),%edi
cmp    %edi,%edx
jle    1290 <main+0x170>
mov    %edi,0x10(%rsp,%rbp,4)
mov    %edx,0x14(%rsp,%rbp,4)
add    $0x1,%esi
jmp    1292 <main+0x172>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%edx
lea    0x2(%rbp),%rdi
mov    0x18(%rsp,%rbp,4),%ebx
cmp    %ebx,%edx
jg     1260 <main+0x140>
mov    %ebx,%edx
jmp    126b <main+0x14b>
xor    %eax,%eax
add    $0x118,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [4 x i8] c"%d\0A\00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [40 x i8] c"Optimal train swapping takes %d swaps.\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca [64 x i32]
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
%9 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
br label %10
10: ; preds = %81, %0
%11 = load i32, i32* %2
%12 = add nsw i32 %11, -1
store i32 %12, i32* %2
%13 = icmp sgt i32 %11, 0
br i1 %13, label %14, label %84
14: ; preds = %10
%15 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %3)
store i32 0, i32* %5
br label %16
16: ; preds = %25, %14
%17 = load i32, i32* %5
%18 = load i32, i32* %3
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %28
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %5
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %4, i64 0, i64 %22
%24 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %23)
br label %25
25: ; preds = %20
%26 = load i32, i32* %5
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %5
br label %16
28: ; preds = %16
store i32 0, i32* %7
store i32 1, i32* %5
br label %29
29: ; preds = %78, %28
%30 = load i32, i32* %5
%31 = load i32, i32* %3
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %81
33: ; preds = %29
store i32 0, i32* %6
br label %34
34: ; preds = %74, %33
%35 = load i32, i32* %6
%36 = load i32, i32* %3
%37 = load i32, i32* %5
%38 = sub nsw i32 %36, %37
%39 = icmp slt i32 %35, %38
br i1 %39, label %40, label %77
40: ; preds = %34
%41 = load i32, i32* %6
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %4, i64 0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32, i32* %6
%46 = add nsw i32 %45, 1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %4, i64 0, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = icmp sgt i32 %44, %49
br i1 %50, label %51, label %73
51: ; preds = %40
br label %52
52: ; preds = %51
%53 = load i32, i32* %6
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %4, i64 0, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
store i32 %56, i32* %8
%57 = load i32, i32* %6
%58 = add nsw i32 %57, 1
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %4, i64 0, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = load i32, i32* %6
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %4, i64 0, i64 %63
store i32 %61, i32* %64
%65 = load i32, i32* %8
%66 = load i32, i32* %6
%67 = add nsw i32 %66, 1
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %4, i64 0, i64 %68
store i32 %65, i32* %69
br label %70
70: ; preds = %52
%71 = load i32, i32* %7
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %7
br label %73
73: ; preds = %70, %40
br label %74
74: ; preds = %73
%75 = load i32, i32* %6
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %6
br label %34
77: ; preds = %34
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %5
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %5
br label %29
81: ; preds = %29
%82 = load i32, i32* %7
%83 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([40 x i8], [40 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %82)
br label %10
84: ; preds = %10
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [4 x i8] c"%d\0A\00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [40 x i8] c"Optimal train swapping takes %d swaps.\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca [64 x i32]
%4 = bitcast i32* %1 to i8*
%5 = bitcast i32* %2 to i8*
%6 = bitcast [64 x i32]* %3 to i8*
%7 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1)
%8 = load i32, i32* %1
%9 = add nsw i32 %8, -1
store i32 %9, i32* %1
%10 = icmp sgt i32 %8, 0
br i1 %10, label %11, label %93
11: ; preds = %0
%12 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 0
br label %13
13: ; preds = %11, %87
%14 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
%15 = load i32, i32* %2
%16 = icmp sgt i32 %15, 0
br i1 %16, label %19, label %87
17: ; preds = %19
%18 = icmp sgt i32 %24, 1
br i1 %18, label %27, label %87
19: ; preds = %13, %19
%20 = phi i64 [ %23, %19 ], [ 0, %13 ]
%21 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %20
%22 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %21)
%23 = add nuw nsw i64 %20, 1
%24 = load i32, i32* %2
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = icmp slt i64 %23, %25
br i1 %26, label %19, label %17
27: ; preds = %17, %82
%28 = phi i32 [ %86, %82 ], [ 0, %17 ]
%29 = phi i32 [ %84, %82 ], [ 1, %17 ]
%30 = phi i32 [ %83, %82 ], [ 0, %17 ]
%31 = xor i32 %28, -1
%32 = add i32 %24, %31
%33 = zext i32 %32 to i64
%34 = icmp sgt i32 %24, %29
br i1 %34, label %35, label %82
35: ; preds = %27
%36 = load i32, i32* %12
%37 = and i64 %33, 1
%38 = icmp eq i32 %32, 1
br i1 %38, label %68, label %39
39: ; preds = %35
%40 = and i64 %33, 4294967294
br label %41
41: ; preds = %63, %39
%42 = phi i32 [ %36, %39 ], [ %64, %63 ]
%43 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %56, %63 ]
%44 = phi i32 [ %30, %39 ], [ %65, %63 ]
%45 = phi i64 [ 0, %39 ], [ %66, %63 ]
%46 = or i64 %43, 1
%47 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp sgt i32 %42, %48
br i1 %49, label %50, label %53
50: ; preds = %41
%51 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %43
store i32 %48, i32* %51
store i32 %42, i32* %47
%52 = add nsw i32 %44, 1
br label %53
53: ; preds = %41, %50
%54 = phi i32 [ %42, %50 ], [ %48, %41 ]
%55 = phi i32 [ %52, %50 ], [ %44, %41 ]
%56 = add nuw nsw i64 %43, 2
%57 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = icmp sgt i32 %54, %58
br i1 %59, label %60, label %63
60: ; preds = %53
%61 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %46
store i32 %58, i32* %61
store i32 %54, i32* %57
%62 = add nsw i32 %55, 1
br label %63
63: ; preds = %60, %53
%64 = phi i32 [ %54, %60 ], [ %58, %53 ]
%65 = phi i32 [ %62, %60 ], [ %55, %53 ]
%66 = add i64 %45, 2
%67 = icmp eq i64 %66, %40
br i1 %67, label %68, label %41
68: ; preds = %63, %35
%69 = phi i32 [ undef, %35 ], [ %65, %63 ]
%70 = phi i32 [ %36, %35 ], [ %64, %63 ]
%71 = phi i64 [ 0, %35 ], [ %56, %63 ]
%72 = phi i32 [ %30, %35 ], [ %65, %63 ]
%73 = icmp eq i64 %37, 0
br i1 %73, label %82, label %74
74: ; preds = %68
%75 = add nuw nsw i64 %71, 1
%76 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %75
%77 = load i32, i32* %76
%78 = icmp sgt i32 %70, %77
br i1 %78, label %79, label %82
79: ; preds = %74
%80 = getelementptr inbounds [64 x i32], [64 x i32]* %3, i64 0, i64 %71
store i32 %77, i32* %80
store i32 %70, i32* %76
%81 = add nsw i32 %72, 1
br label %82
82: ; preds = %68, %79, %74, %27
%83 = phi i32 [ %30, %27 ], [ %69, %68 ], [ %81, %79 ], [ %72, %74 ]
%84 = add nuw nsw i32 %29, 1
%85 = icmp eq i32 %84, %24
%86 = add i32 %28, 1
br i1 %85, label %87, label %27
87: ; preds = %82, %13, %17
%88 = phi i32 [ 0, %17 ], [ 0, %13 ], [ %83, %82 ]
%89 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([40 x i8], [40 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %88)
%90 = load i32, i32* %1
%91 = add nsw i32 %90, -1
store i32 %91, i32* %1
%92 = icmp sgt i32 %90, 0
br i1 %92, label %13, label %93
93: ; preds = %87, %0
ret i32 0
}