#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 fac(int);
int cantor(int *B, int n) {
  int i, j, max = 0;
  for (i = 0; i < n - 1; i++) {
    int temp = 0;
    for (j = i + 1; j < n; j++) {
      if (B[i] > B[j]) {
        temp++;
      }
    }
    max += temp * fac(n - i - 1);
  }
  return max;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<cantor>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11c2 <cantor+0xb2>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1192 <cantor+0x82>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    117f <cantor+0x6f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1184 <cantor+0x74>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    114e <cantor+0x3e>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    -0x10(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1030 <fac@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112d <cantor+0x1d>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<cantor>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
xor    %eax,%eax
mov    %rsi,0x10(%rsp)
cmp    $0x2,%esi
jl     12db <cantor+0x1cb>
mov    %rdi,%r13
mov    0x10(%rsp),%rax
lea    -0x1(%rax),%ecx
mov    %rcx,0x18(%rsp)
mov    %eax,%ebp
lea    0x34(%rdi),%rbx
lea    -0x9(%rbp),%r12
xor    %edi,%edi
mov    $0x1,%r14d
xor    %eax,%eax
jmp    1193 <cantor+0x83>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
not    %edi
add    0x10(%rsp),%edi
call   1030 <fac@plt>
imul   %r15d,%eax
mov    0xc(%rsp),%ecx
add    %eax,%ecx
mov    %ecx,%eax
add    $0x1,%r14
add    $0x4,%rbx
add    $0xffffffffffffffff,%r12
mov    0x20(%rsp),%rdi
cmp    0x18(%rsp),%rdi
je     12db <cantor+0x1cb>
mov    %eax,0xc(%rsp)
lea    0x1(%rdi),%rax
mov    $0x0,%r15d
mov    %rax,0x20(%rsp)
cmp    %rbp,%rax
jae    1160 <cantor+0x50>
mov    %rdi,%rcx
not    %rcx
lea    (%rcx,%rbp,1),%r8
mov    0x0(%r13,%rdi,4),%eax
xor    %r15d,%r15d
mov    %r14,%rsi
cmp    $0x8,%r8
jb     12c0 <cantor+0x1b0>
add    %rbp,%rcx
add    $0xfffffffffffffff8,%rcx
mov    %rcx,%r9
shr    $0x3,%r9
add    $0x1,%r9
movd   %eax,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
cmp    $0x8,%rcx
jae    11f7 <cantor+0xe7>
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm2,%xmm2
jmp    1261 <cantor+0x151>
mov    %r12,%rsi
shr    $0x3,%rsi
add    $0x1,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
pxor   %xmm1,%xmm1
xor    %ecx,%ecx
pxor   %xmm2,%xmm2
movdqu -0x30(%rbx,%rcx,4),%xmm3
movdqu -0x20(%rbx,%rcx,4),%xmm4
movdqu -0x10(%rbx,%rcx,4),%xmm5
movdqu (%rbx,%rcx,4),%xmm6
movdqa %xmm0,%xmm7
pcmpgtd %xmm3,%xmm7
psubd  %xmm7,%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm3
pcmpgtd %xmm4,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
pcmpgtd %xmm5,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm3
pcmpgtd %xmm6,%xmm3
psubd  %xmm3,%xmm2
add    $0x10,%rcx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    1210 <cantor+0x100>
mov    %r8,%rsi
and    $0xfffffffffffffff8,%rsi
test   $0x1,%r9b
je     1293 <cantor+0x183>
add    %r14,%rcx
movdqu 0x0(%r13,%rcx,4),%xmm3
movdqu 0x10(%r13,%rcx,4),%xmm4
movdqa %xmm0,%xmm5
pcmpgtd %xmm3,%xmm5
psubd  %xmm5,%xmm1
pcmpgtd %xmm4,%xmm0
psubd  %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm2,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%r15d
cmp    %rsi,%r8
je     1160 <cantor+0x50>
add    %r14,%rsi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %ecx,%ecx
cmp    0x0(%r13,%rsi,4),%eax
setg   %cl
add    %ecx,%r15d
add    $0x1,%rsi
cmp    %rsi,%rbp
jne    12c0 <cantor+0x1b0>
jmp    1160 <cantor+0x50>
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @cantor(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %5
br label %9
9: ; preds = %50, %2
%10 = load i32, i32* %5
%11 = load i32, i32* %4
%12 = sub nsw i32 %11, 1
%13 = icmp slt i32 %10, %12
br i1 %13, label %14, label %53
14: ; preds = %9
store i32 0, i32* %8
%15 = load i32, i32* %5
%16 = add nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %6
br label %17
17: ; preds = %37, %14
%18 = load i32, i32* %6
%19 = load i32, i32* %4
%20 = icmp slt i32 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %40
21: ; preds = %17
%22 = load i32*, i32** %3
%23 = load i32, i32* %5
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = load i32*, i32** %3
%28 = load i32, i32* %6
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp sgt i32 %26, %31
br i1 %32, label %33, label %36
33: ; preds = %21
%34 = load i32, i32* %8
%35 = add nsw i32 %34, 1
store i32 %35, i32* %8
br label %36
36: ; preds = %33, %21
br label %37
37: ; preds = %36
%38 = load i32, i32* %6
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %6
br label %17
40: ; preds = %17
%41 = load i32, i32* %8
%42 = load i32, i32* %4
%43 = load i32, i32* %5
%44 = sub nsw i32 %42, %43
%45 = sub nsw i32 %44, 1
%46 = call i32 @fac(i32 %45)
%47 = mul nsw i32 %41, %46
%48 = load i32, i32* %7
%49 = add nsw i32 %48, %47
store i32 %49, i32* %7
br label %50
50: ; preds = %40
%51 = load i32, i32* %5
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %5
br label %9
53: ; preds = %9
%54 = load i32, i32* %7
ret i32 %54
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @cantor(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %3, label %4, label %122
4: ; preds = %2
%5 = add nsw i32 %1, -1
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = zext i32 %5 to i64
%8 = zext i32 %1 to i64
br label %9
9: ; preds = %4, %113
%10 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %21, %113 ]
%11 = phi i64 [ 1, %4 ], [ %120, %113 ]
%12 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %119, %113 ]
%13 = xor i64 %10, -1
%14 = add nsw i64 %13, %8
%15 = add i64 %14, -8
%16 = lshr i64 %15, 3
%17 = add nuw nsw i64 %16, 1
%18 = xor i64 %10, -1
%19 = add nsw i64 %18, %8
%20 = trunc i64 %10 to i32
%21 = add nuw nsw i64 %10, 1
%22 = icmp ult i64 %21, %6
br i1 %22, label %23, label %113
23: ; preds = %9
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %10
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp ult i64 %19, 8
br i1 %26, label %100, label %27
27: ; preds = %23
%28 = and i64 %19, -8
%29 = add i64 %11, %28
%30 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %25, i64 0
%31 = shufflevector <4 x i32> %30, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%32 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %25, i64 0
%33 = shufflevector <4 x i32> %32, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%34 = and i64 %17, 1
%35 = icmp ult i64 %15, 8
br i1 %35, label %73, label %36
36: ; preds = %27
%37 = and i64 %17, 4611686018427387902
br label %38
38: ; preds = %38, %36
%39 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %70, %38 ]
%40 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %36 ], [ %68, %38 ]
%41 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %36 ], [ %69, %38 ]
%42 = phi i64 [ 0, %36 ], [ %71, %38 ]
%43 = add i64 %11, %39
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %43
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
%46 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %45
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 4
%48 = bitcast i32* %47 to <4 x i32>*
%49 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %48
%50 = icmp sgt <4 x i32> %31, %46
%51 = icmp sgt <4 x i32> %33, %49
%52 = zext <4 x i1> %50 to <4 x i32>
%53 = zext <4 x i1> %51 to <4 x i32>
%54 = add <4 x i32> %40, %52
%55 = add <4 x i32> %41, %53
%56 = or i64 %39, 8
%57 = add i64 %11, %56
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %57
%59 = bitcast i32* %58 to <4 x i32>*
%60 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %59
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 4
%62 = bitcast i32* %61 to <4 x i32>*
%63 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %62
%64 = icmp sgt <4 x i32> %31, %60
%65 = icmp sgt <4 x i32> %33, %63
%66 = zext <4 x i1> %64 to <4 x i32>
%67 = zext <4 x i1> %65 to <4 x i32>
%68 = add <4 x i32> %54, %66
%69 = add <4 x i32> %55, %67
%70 = add nuw i64 %39, 16
%71 = add i64 %42, 2
%72 = icmp eq i64 %71, %37
br i1 %72, label %73, label %38
73: ; preds = %38, %27
%74 = phi <4 x i32> [ undef, %27 ], [ %68, %38 ]
%75 = phi <4 x i32> [ undef, %27 ], [ %69, %38 ]
%76 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %70, %38 ]
%77 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %27 ], [ %68, %38 ]
%78 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %27 ], [ %69, %38 ]
%79 = icmp eq i64 %34, 0
br i1 %79, label %94, label %80
80: ; preds = %73
%81 = add i64 %11, %76
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %81
%83 = bitcast i32* %82 to <4 x i32>*
%84 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %83
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 4
%86 = bitcast i32* %85 to <4 x i32>*
%87 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %86
%88 = icmp sgt <4 x i32> %31, %84
%89 = icmp sgt <4 x i32> %33, %87
%90 = zext <4 x i1> %88 to <4 x i32>
%91 = zext <4 x i1> %89 to <4 x i32>
%92 = add <4 x i32> %77, %90
%93 = add <4 x i32> %78, %91
br label %94
94: ; preds = %73, %80
%95 = phi <4 x i32> [ %74, %73 ], [ %92, %80 ]
%96 = phi <4 x i32> [ %75, %73 ], [ %93, %80 ]
%97 = add <4 x i32> %96, %95
%98 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %97)
%99 = icmp eq i64 %19, %28
br i1 %99, label %113, label %100
100: ; preds = %23, %94
%101 = phi i64 [ %11, %23 ], [ %29, %94 ]
%102 = phi i32 [ 0, %23 ], [ %98, %94 ]
br label %103
103: ; preds = %100, %103
%104 = phi i64 [ %111, %103 ], [ %101, %100 ]
%105 = phi i32 [ %110, %103 ], [ %102, %100 ]
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %104
%107 = load i32, i32* %106
%108 = icmp sgt i32 %25, %107
%109 = zext i1 %108 to i32
%110 = add nuw nsw i32 %105, %109
%111 = add nuw nsw i64 %104, 1
%112 = icmp eq i64 %111, %8
br i1 %112, label %113, label %103
113: ; preds = %103, %94, %9
%114 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %98, %94 ], [ %110, %103 ]
%115 = xor i32 %20, -1
%116 = add i32 %115, %1
%117 = tail call i32 @fac(i32 %116)
%118 = mul nsw i32 %117, %114
%119 = add nsw i32 %118, %12
%120 = add nuw nsw i64 %11, 1
%121 = icmp eq i64 %21, %7
br i1 %121, label %122, label %9
122: ; preds = %113, %2
%123 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %119, %113 ]
ret i32 %123
}