#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*/ putchar(char);
void sequence(int *arr, int n) {
  int P[n], M[n + 1];
  int len = 0;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int lo = 1;
    int hi = len;
    while (lo <= hi) {
      int mid = (lo + hi) >> 1;
      if (arr[M[mid]] < arr[i])
        lo = mid + 1;
      else
        hi = mid - 1;
    }
    P[i] = M[lo - 1];
    M[lo] = i;
    if (lo > len)
      len = lo;
  }
  int indices[len];
  int next_index = M[len];
  for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
    indices[i] = next_index;
    next_index = P[next_index];
  }
  printf("%d", len);
  for (int i = 0; i < len; i++)
    printf(" %d", arr[indices[i]]);
  putchar('\n');
}


x86 assembly (clang, -O0):
<sequence>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x70,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x68(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x60(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1242 <sequence+0x122>
movl   $0x1,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x38(%rbp),%eax
jg     11f8 <sequence+0xd8>
mov    -0x60(%rbp),%rcx
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    -0x38(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x30(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jge    11ea <sequence+0xca>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11f3 <sequence+0xd3>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    11a0 <sequence+0x80>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x68(%rbp),%rcx
mov    -0x34(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%esi
movslq -0x30(%rbp),%rdx
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
mov    -0x30(%rbp),%edx
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jle    122f <sequence+0x10f>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    1234 <sequence+0x114>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1187 <sequence+0x67>
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
lea    0xf(,%rcx,4),%rsi
and    $0xfffffffffffffff0,%rsi
mov    %rsp,%rdx
sub    %rsi,%rdx
mov    %rdx,-0x70(%rbp)
mov    %rdx,%rsp
mov    %rcx,-0x48(%rbp)
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x50(%rbp)
jl     12ad <sequence+0x18d>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    -0x4c(%rbp),%esi
movslq -0x50(%rbp),%rdx
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
movslq -0x4c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x50(%rbp)
jmp    1279 <sequence+0x159>
mov    -0x2c(%rbp),%esi
lea    0xd4a(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x54(%rbp)
mov    -0x54(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    12fc <sequence+0x1dc>
mov    -0x70(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
lea    0xd17(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x54(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
jmp    12c3 <sequence+0x1a3>
mov    $0xa,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<sequence>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r8d
mov    %rsp,%r9
lea    0xf(,%r8,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r9
mov    %r9,%rsp
lea    0x1(%rsi),%eax
mov    %rsp,%rdx
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%rdx
mov    %rdx,%rsp
test   %esi,%esi
jle    12cb <sequence+0x1ab>
mov    %rdi,%r15
xor    %r10d,%r10d
xor    %r14d,%r14d
jmp    11a4 <sequence+0x84>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x1,%edi
movslq %edi,%rax
mov    -0x4(%rdx,%rax,4),%ecx
mov    %ecx,(%r9,%r10,4)
mov    %r10d,(%rdx,%rax,4)
cmp    %r14d,%eax
cmovg  %eax,%r14d
add    $0x1,%r10
cmp    %r8,%r10
je     11e6 <sequence+0xc6>
test   %r14d,%r14d
jle    1180 <sequence+0x60>
mov    (%r15,%r10,4),%ecx
mov    $0x1,%edi
mov    %r14d,%eax
jmp    11c9 <sequence+0xa9>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%ebx
mov    %ebx,%eax
cmp    %eax,%edi
jg     1185 <sequence+0x65>
lea    (%rax,%rdi,1),%ebx
sar    %ebx
movslq %ebx,%rsi
movslq (%rdx,%rsi,4),%rsi
cmp    %ecx,(%r15,%rsi,4)
jge    11c0 <sequence+0xa0>
add    $0x1,%ebx
mov    %ebx,%edi
cmp    %eax,%edi
jle    11c9 <sequence+0xa9>
jmp    1185 <sequence+0x65>
mov    %r14d,%ebx
mov    %rsp,%r12
lea    0xf(,%rbx,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r12
mov    %r12,%rsp
test   %r14d,%r14d
jle    12ce <sequence+0x1ae>
lea    (%rdx,%rbx,4),%rdx
lea    -0x1(%rbx),%rsi
mov    %rbx,%rax
mov    %rbx,%rcx
and    $0x3,%rax
je     1237 <sequence+0x117>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
movslq (%rdx),%rdx
mov    %ecx,%edi
mov    %edx,(%r12,%rdi,4)
lea    (%r9,%rdx,4),%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
jne    1220 <sequence+0x100>
cmp    $0x3,%rsi
jb     128e <sequence+0x16e>
mov    $0xfffffffe,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rcx,%rsi,1),%eax
add    $0x1,%eax
movslq (%rdx),%rdx
mov    %edx,(%r12,%rax,4)
lea    (%rcx,%rsi,1),%eax
movslq (%r9,%rdx,4),%rdx
mov    %edx,(%r12,%rax,4)
lea    -0x3(%rcx),%rax
movslq (%r9,%rdx,4),%rdx
mov    %eax,%edi
mov    %edx,(%r12,%rdi,4)
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
movslq (%r9,%rdx,4),%rdx
mov    %ecx,%edi
mov    %edx,(%r12,%rdi,4)
lea    (%r9,%rdx,4),%rdx
cmp    $0x1,%rax
ja     1250 <sequence+0x130>
lea    0xd6c(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1040 <printf@plt>
test   %r14d,%r14d
jle    12dd <sequence+0x1bd>
xor    %r13d,%r13d
lea    0xd54(%rip),%r14
nopl   0x0(%rax)
movslq (%r12,%r13,4),%rax
mov    (%r15,%rax,4),%esi
mov    %r14,%rdi
call   1040 <printf@plt>
add    $0x1,%r13
cmp    %r13,%rbx
jne    12b0 <sequence+0x190>
jmp    12dd <sequence+0x1bd>
xor    %r14d,%r14d
lea    0xd2c(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1040 <printf@plt>
mov    $0xa,%edi
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <putchar@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [4 x i8] c" %d\00"
define void @sequence(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i64
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%17 = load i32, i32* %4
%18 = zext i32 %17 to i64
%19 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %19, i8** %5
%20 = alloca i32, i64 %18
store i64 %18, i64* %6
%21 = load i32, i32* %4
%22 = add nsw i32 %21, 1
%23 = zext i32 %22 to i64
%24 = alloca i32, i64 %23
store i64 %23, i64* %7
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %9
br label %25
25: ; preds = %80, %2
%26 = load i32, i32* %9
%27 = load i32, i32* %4
%28 = icmp slt i32 %26, %27
br i1 %28, label %29, label %83
29: ; preds = %25
store i32 1, i32* %10
%30 = load i32, i32* %8
store i32 %30, i32* %11
br label %31
31: ; preds = %60, %29
%32 = load i32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %11
%34 = icmp sle i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %61
35: ; preds = %31
%36 = load i32, i32* %10
%37 = load i32, i32* %11
%38 = add nsw i32 %36, %37
%39 = ashr i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %12
%40 = load i32*, i32** %3
%41 = load i32, i32* %12
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = load i32*, i32** %3
%49 = load i32, i32* %9
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = icmp slt i32 %47, %52
br i1 %53, label %54, label %57
54: ; preds = %35
%55 = load i32, i32* %12
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %10
br label %60
57: ; preds = %35
%58 = load i32, i32* %12
%59 = sub nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %11
br label %60
60: ; preds = %57, %54
br label %31
61: ; preds = %31
%62 = load i32, i32* %10
%63 = sub nsw i32 %62, 1
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = load i32, i32* %9
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %68
store i32 %66, i32* %69
%70 = load i32, i32* %9
%71 = load i32, i32* %10
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %72
store i32 %70, i32* %73
%74 = load i32, i32* %10
%75 = load i32, i32* %8
%76 = icmp sgt i32 %74, %75
br i1 %76, label %77, label %79
77: ; preds = %61
%78 = load i32, i32* %10
store i32 %78, i32* %8
br label %79
79: ; preds = %77, %61
br label %80
80: ; preds = %79
%81 = load i32, i32* %9
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %9
br label %25
83: ; preds = %25
%84 = load i32, i32* %8
%85 = zext i32 %84 to i64
%86 = alloca i32, i64 %85
store i64 %85, i64* %13
%87 = load i32, i32* %8
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
store i32 %90, i32* %14
%91 = load i32, i32* %8
%92 = sub nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %15
br label %93
93: ; preds = %105, %83
%94 = load i32, i32* %15
%95 = icmp sge i32 %94, 0
br i1 %95, label %96, label %108
96: ; preds = %93
%97 = load i32, i32* %14
%98 = load i32, i32* %15
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %99
store i32 %97, i32* %100
%101 = load i32, i32* %14
%102 = sext i32 %101 to i64
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %102
%104 = load i32, i32* %103
store i32 %104, i32* %14
br label %105
105: ; preds = %96
%106 = load i32, i32* %15
%107 = add nsw i32 %106, -1
store i32 %107, i32* %15
br label %93
108: ; preds = %93
%109 = load i32, i32* %8
%110 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %109)
store i32 0, i32* %16
br label %111
111: ; preds = %125, %108
%112 = load i32, i32* %16
%113 = load i32, i32* %8
%114 = icmp slt i32 %112, %113
br i1 %114, label %115, label %128
115: ; preds = %111
%116 = load i32*, i32** %3
%117 = load i32, i32* %16
%118 = sext i32 %117 to i64
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %118
%120 = load i32, i32* %119
%121 = sext i32 %120 to i64
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %116, i64 %121
%123 = load i32, i32* %122
%124 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %123)
br label %125
125: ; preds = %115
%126 = load i32, i32* %16
%127 = add nsw i32 %126, 1
store i32 %127, i32* %16
br label %111
128: ; preds = %111
%129 = call i32 @putchar(i8 signext 10)
%130 = load i8*, i8** %5
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [4 x i8] c" %d\00"
define void @sequence(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = zext i32 %1 to i64
%4 = alloca i32, i64 %3
%5 = add nsw i32 %1, 1
%6 = zext i32 %5 to i64
%7 = alloca i32, i64 %6
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %73
9: ; preds = %2, %59
%10 = phi i64 [ %71, %59 ], [ 0, %2 ]
%11 = phi i32 [ %70, %59 ], [ 0, %2 ]
%12 = icmp slt i32 %11, 1
br i1 %12, label %59, label %13
13: ; preds = %9
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %10
%15 = load i32, i32* %14
br label %42
16: ; preds = %59
%17 = zext i32 %70 to i64
%18 = alloca i32, i64 %17
%19 = icmp sgt i32 %70, 0
br i1 %19, label %20, label %73
20: ; preds = %16
%21 = zext i32 %70 to i64
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %21
%23 = add nsw i64 %17, -1
%24 = and i64 %17, 3
%25 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %25, label %38, label %26
26: ; preds = %20, %26
%27 = phi i64 [ %30, %26 ], [ %17, %20 ]
%28 = phi i32* [ %35, %26 ], [ %22, %20 ]
%29 = phi i64 [ %36, %26 ], [ 0, %20 ]
%30 = add nsw i64 %27, -1
%31 = load i32, i32* %28
%32 = and i64 %30, 4294967295
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %32
store i32 %31, i32* %33
%34 = sext i32 %31 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %34
%36 = add i64 %29, 1
%37 = icmp eq i64 %36, %24
br i1 %37, label %38, label %26
38: ; preds = %26, %20
%39 = phi i64 [ %17, %20 ], [ %30, %26 ]
%40 = phi i32* [ %22, %20 ], [ %35, %26 ]
%41 = icmp ult i64 %23, 3
br i1 %41, label %76, label %78
42: ; preds = %13, %42
%43 = phi i32 [ %11, %13 ], [ %57, %42 ]
%44 = phi i32 [ 1, %13 ], [ %56, %42 ]
%45 = add nsw i32 %43, %44
%46 = ashr i32 %45, 1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = icmp slt i32 %52, %15
%54 = add nsw i32 %46, 1
%55 = add nsw i32 %46, -1
%56 = select i1 %53, i32 %54, i32 %44
%57 = select i1 %53, i32 %43, i32 %55
%58 = icmp sgt i32 %56, %57
br i1 %58, label %59, label %42
59: ; preds = %42, %9
%60 = phi i32 [ 1, %9 ], [ %56, %42 ]
%61 = add nsw i32 %60, -1
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %10
store i32 %64, i32* %65
%66 = sext i32 %60 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %66
%68 = trunc i64 %10 to i32
store i32 %68, i32* %67
%69 = icmp sgt i32 %60, %11
%70 = select i1 %69, i32 %60, i32 %11
%71 = add nuw nsw i64 %10, 1
%72 = icmp eq i64 %71, %3
br i1 %72, label %16, label %9
73: ; preds = %16, %2
%74 = phi i32 [ %70, %16 ], [ 0, %2 ]
%75 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %74)
br label %106
76: ; preds = %78, %38
%77 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %70)
br i1 %19, label %108, label %106
78: ; preds = %38, %78
%79 = phi i64 [ %99, %78 ], [ %39, %38 ]
%80 = phi i32* [ %104, %78 ], [ %40, %38 ]
%81 = add i64 %79, 4294967295
%82 = load i32, i32* %80
%83 = and i64 %81, 4294967295
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %83
store i32 %82, i32* %84
%85 = sext i32 %82 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %85
%87 = add i64 %79, 4294967294
%88 = load i32, i32* %86
%89 = and i64 %87, 4294967295
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %89
store i32 %88, i32* %90
%91 = sext i32 %88 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %91
%93 = add nsw i64 %79, -3
%94 = load i32, i32* %92
%95 = and i64 %93, 4294967295
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %95
store i32 %94, i32* %96
%97 = sext i32 %94 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %97
%99 = add nsw i64 %79, -4
%100 = load i32, i32* %98
%101 = and i64 %99, 4294967295
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %101
store i32 %100, i32* %102
%103 = sext i32 %100 to i64
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %103
%105 = icmp ugt i64 %93, 1
br i1 %105, label %78, label %76
106: ; preds = %108, %73, %76
%107 = tail call i32 @putchar(i8 signext 10)
ret void
108: ; preds = %76, %108
%109 = phi i64 [ %116, %108 ], [ 0, %76 ]
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %109
%111 = load i32, i32* %110
%112 = sext i32 %111 to i64
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %112
%114 = load i32, i32* %113
%115 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %114)
%116 = add nuw nsw i64 %109, 1
%117 = icmp eq i64 %116, %17
br i1 %117, label %106, label %108
}