#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 */
unsigned short *malloc(unsigned int);
unsigned short *next_hop(unsigned size, unsigned vertex,
                         unsigned short *parent) {
  unsigned short *hop = malloc((size + 1) * sizeof(unsigned short));
  unsigned i, j;
  for (i = 1; i <= size; i++) {
    j = i;
    while (parent[j] != vertex) {
      j = parent[j];
    }
    hop[i] = j;
  }
  return hop;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<next_hop>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
shl    $0x1,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
ja     1198 <next_hop+0x88>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
je     1179 <next_hop+0x69>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1152 <next_hop+0x42>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1140 <next_hop+0x30>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<next_hop>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %rdx,%rbx
mov    %esi,%ebp
mov    %edi,%r14d
lea    (%r14,%r14,1),%edi
add    $0x2,%edi
call   1030 <malloc@plt>
test   %r14d,%r14d
je     11c0 <next_hop+0xb0>
mov    %r14d,%r8d
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x1,%r14d
je     119e <next_hop+0x8e>
mov    %r8d,%r9d
and    $0xfffffffe,%r9d
mov    $0x1,%ecx
xor    %edi,%edi
nopl   (%rax)
mov    %ecx,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %esi,%edx
mov    %esi,%esi
movzwl (%rbx,%rsi,2),%esi
cmp    %ebp,%esi
jne    1160 <next_hop+0x50>
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
lea    0x1(%rcx),%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %edx,%esi
mov    %edx,%edx
movzwl (%rbx,%rdx,2),%edx
cmp    %ebp,%edx
jne    1180 <next_hop+0x70>
mov    %si,0x2(%rax,%rcx,2)
add    $0x2,%rcx
add    $0x2,%rdi
cmp    %r9,%rdi
jne    1150 <next_hop+0x40>
test   $0x1,%r8b
je     11c0 <next_hop+0xb0>
mov    %ecx,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %esi,%edx
mov    %esi,%esi
movzwl (%rbx,%rsi,2),%esi
cmp    %ebp,%esi
jne    11b0 <next_hop+0xa0>
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i16* @next_hop(i32 %0, i32 %1, i16* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i16*
%7 = alloca i16*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i16* %2, i16** %6
%10 = load i32, i32* %4
%11 = add i32 %10, 1
%12 = zext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 %12, 2
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = call i16* @malloc(i32 %14)
store i16* %15, i16** %7
store i32 1, i32* %8
br label %16
16: ; preds = %45, %3
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp ule i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %48
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %8
store i32 %21, i32* %9
br label %22
22: ; preds = %31, %20
%23 = load i16*, i16** %6
%24 = load i32, i32* %9
%25 = zext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i16, i16* %23, i64 %25
%27 = load i16, i16* %26
%28 = zext i16 %27 to i32
%29 = load i32, i32* %5
%30 = icmp ne i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %38
31: ; preds = %22
%32 = load i16*, i16** %6
%33 = load i32, i32* %9
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i16, i16* %32, i64 %34
%36 = load i16, i16* %35
%37 = zext i16 %36 to i32
store i32 %37, i32* %9
br label %22
38: ; preds = %22
%39 = load i32, i32* %9
%40 = trunc i32 %39 to i16
%41 = load i16*, i16** %7
%42 = load i32, i32* %8
%43 = zext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i16, i16* %41, i64 %43
store i16 %40, i16* %44
br label %45
45: ; preds = %38
%46 = load i32, i32* %8
%47 = add i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %8
br label %16
48: ; preds = %16
%49 = load i16*, i16** %7
ret i16* %49
}

LLVM IR (-O2):
define noalias i16* @next_hop(i32 %0, i32 %1, i16* nocapture %2) {
%4 = shl i32 %0, 1
%5 = add i32 %4, 2
%6 = tail call i16* @malloc(i32 %5)
%7 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %7, label %58, label %8
8: ; preds = %3
%9 = zext i32 %0 to i64
%10 = and i64 %9, 1
%11 = icmp eq i32 %0, 1
br i1 %11, label %43, label %12
12: ; preds = %8
%13 = and i64 %9, 4294967294
br label %14
14: ; preds = %37, %12
%15 = phi i64 [ 1, %12 ], [ %40, %37 ]
%16 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %41, %37 ]
%17 = trunc i64 %15 to i32
br label %18
18: ; preds = %14, %18
%19 = phi i32 [ %23, %18 ], [ %17, %14 ]
%20 = zext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %20
%22 = load i16, i16* %21
%23 = zext i16 %22 to i32
%24 = icmp eq i32 %23, %1
br i1 %24, label %25, label %18
25: ; preds = %18
%26 = trunc i32 %19 to i16
%27 = getelementptr inbounds i16, i16* %6, i64 %15
store i16 %26, i16* %27
%28 = add nuw nsw i64 %15, 1
%29 = trunc i64 %28 to i32
br label %30
30: ; preds = %30, %25
%31 = phi i32 [ %35, %30 ], [ %29, %25 ]
%32 = zext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %32
%34 = load i16, i16* %33
%35 = zext i16 %34 to i32
%36 = icmp eq i32 %35, %1
br i1 %36, label %37, label %30
37: ; preds = %30
%38 = trunc i32 %31 to i16
%39 = getelementptr inbounds i16, i16* %6, i64 %28
store i16 %38, i16* %39
%40 = add nuw nsw i64 %15, 2
%41 = add i64 %16, 2
%42 = icmp eq i64 %41, %13
br i1 %42, label %43, label %14
43: ; preds = %37, %8
%44 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %40, %37 ]
%45 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %45, label %58, label %46
46: ; preds = %43
%47 = trunc i64 %44 to i32
br label %48
48: ; preds = %48, %46
%49 = phi i32 [ %53, %48 ], [ %47, %46 ]
%50 = zext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i16, i16* %2, i64 %50
%52 = load i16, i16* %51
%53 = zext i16 %52 to i32
%54 = icmp eq i32 %53, %1
br i1 %54, label %55, label %48
55: ; preds = %48
%56 = trunc i32 %49 to i16
%57 = getelementptr inbounds i16, i16* %6, i64 %44
store i16 %56, i16* %57
br label %58
58: ; preds = %55, %43, %3
ret i16* %6
}