#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 *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int, int);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
int /*<<< orphan*/ swap(int *, int, int);
int main() {
  int n;
  scanf("%d", &n);
  int *a = malloc(sizeof(int) * n);
  for (int a_i = 0; a_i < n; a_i++)
    scanf("%d", &a[a_i]);
  int total_swaps = 0;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int number_of_swaps = 0;
    for (int j = 0; j < n - 1; j++) {
      if (a[j] > a[j + 1]) {
        swap(a, j, j + 1);
        number_of_swaps++;
      }
    }
    if (number_of_swaps == 0)
      break;
    total_swaps += number_of_swaps;
  }
  printf("Array is sorted in %d swaps.\nFirst Element: %d\nLast Element: %d\n",
         total_swaps, a[0], a[n - 1]);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
lea    0xeaa(%rip),%rdi
lea    -0x8(%rbp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
movslq -0x8(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    11ae <main+0x6e>
mov    -0x10(%rbp),%rsi
movslq -0x14(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
lea    0xe65(%rip),%rdi
call   1050 <scanf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1179 <main+0x39>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    125c <main+0x11c>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1236 <main+0xf6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    1223 <main+0xe3>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x24(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
call   1060 <swap@plt>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1228 <main+0xe8>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11d6 <main+0x96>
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    1245 <main+0x105>
jmp    125c <main+0x11c>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11bc <main+0x7c>
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
lea    0xd87(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
lea    0xeae(%rip),%rdi
lea    0x4(%rsp),%rsi
call   1050 <scanf@plt>
mov    0x4(%rsp),%r15d
lea    0x0(,%r15,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
test   %r15d,%r15d
jle    1223 <main+0xe3>
xor    %r12d,%r12d
lea    0xe7c(%rip),%r14
mov    %rbx,%rbp
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r14,%rdi
mov    %rbp,%rsi
call   1050 <scanf@plt>
add    $0x1,%r12
movslq 0x4(%rsp),%r15
add    $0x4,%rbp
cmp    %r15,%r12
jl     1190 <main+0x50>
test   %r15d,%r15d
jle    1223 <main+0xe3>
xor    %r12d,%r12d
xor    %r14d,%r14d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    $0x2,%r15d
jl     1226 <main+0xe6>
xor    %esi,%esi
xor    %r13d,%r13d
jmp    11de <main+0x9e>
nopl   (%rax)
lea    -0x1(%r15),%eax
cltq
mov    %rbp,%rsi
cmp    %rax,%rbp
jge    1210 <main+0xd0>
mov    (%rbx,%rsi,4),%eax
lea    0x1(%rsi),%rbp
cmp    0x4(%rbx,%rsi,4),%eax
jle    11d0 <main+0x90>
lea    0x1(%rsi),%edx
mov    %rbx,%rdi
call   1060 <swap@plt>
add    $0x1,%r13d
mov    0x4(%rsp),%r15d
jmp    11d0 <main+0x90>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    %r13d,%r14d
test   %r13d,%r13d
je     1226 <main+0xe6>
add    $0x1,%r12d
cmp    %r15d,%r12d
jl     11c0 <main+0x80>
jmp    1226 <main+0xe6>
xor    %r14d,%r14d
mov    (%rbx),%edx
movslq %r15d,%rax
mov    -0x4(%rbx,%rax,4),%ecx
lea    0xdcd(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [65 x i8] c"Array is sorted in %d swaps.\0AFirst Element: %d\0ALast Element: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32*
%4 = alloca 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 ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %2)
%10 = load i32, i32* %2
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = mul i64 4, %11
%13 = trunc i64 %12 to i32
%14 = call i32* @malloc(i32 %13)
store i32* %14, i32** %3
store i32 0, i32* %4
br label %15
15: ; preds = %25, %0
%16 = load i32, i32* %4
%17 = load i32, i32* %2
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %28
19: ; preds = %15
%20 = load i32*, i32** %3
%21 = load i32, i32* %4
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %22
%24 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %23)
br label %25
25: ; preds = %19
%26 = load i32, i32* %4
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %4
br label %15
28: ; preds = %15
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %29
29: ; preds = %72, %28
%30 = load i32, i32* %6
%31 = load i32, i32* %2
%32 = icmp slt i32 %30, %31
br i1 %32, label %33, label %75
33: ; preds = %29
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %34
34: ; preds = %61, %33
%35 = load i32, i32* %8
%36 = load i32, i32* %2
%37 = sub nsw i32 %36, 1
%38 = icmp slt i32 %35, %37
br i1 %38, label %39, label %64
39: ; preds = %34
%40 = load i32*, i32** %3
%41 = load i32, i32* %8
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32*, i32** %3
%46 = load i32, i32* %8
%47 = add nsw i32 %46, 1
%48 = sext i32 %47 to i64
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %48
%50 = load i32, i32* %49
%51 = icmp sgt i32 %44, %50
br i1 %51, label %52, label %60
52: ; preds = %39
%53 = load i32*, i32** %3
%54 = load i32, i32* %8
%55 = load i32, i32* %8
%56 = add nsw i32 %55, 1
%57 = call i32 @swap(i32* %53, i32 %54, i32 %56)
%58 = load i32, i32* %7
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %7
br label %60
60: ; preds = %52, %39
br label %61
61: ; preds = %60
%62 = load i32, i32* %8
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %8
br label %34
64: ; preds = %34
%65 = load i32, i32* %7
%66 = icmp eq i32 %65, 0
br i1 %66, label %67, label %68
67: ; preds = %64
br label %75
68: ; preds = %64
%69 = load i32, i32* %7
%70 = load i32, i32* %5
%71 = add nsw i32 %70, %69
store i32 %71, i32* %5
br label %72
72: ; preds = %68
%73 = load i32, i32* %6
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %6
br label %29
75: ; preds = %67, %29
%76 = load i32, i32* %5
%77 = load i32*, i32** %3
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 0
%79 = load i32, i32* %78
%80 = load i32*, i32** %3
%81 = load i32, i32* %2
%82 = sub nsw i32 %81, 1
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([65 x i8], [65 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %76, i32 %79, i32 %85)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.1 = [65 x i8] c"Array is sorted in %d swaps.\0AFirst Element: %d\0ALast Element: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = bitcast i32* %1 to i8*
%3 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %1)
%4 = load i32, i32* %1
%5 = shl i32 %4, 2
%6 = call i32* @malloc(i32 %5)
%7 = icmp sgt i32 %4, 0
br i1 %7, label %10, label %53
8: ; preds = %10
%9 = icmp sgt i32 %15, 0
br i1 %9, label %18, label %53
10: ; preds = %0, %10
%11 = phi i64 [ %14, %10 ], [ 0, %0 ]
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %11
%13 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32* %12)
%14 = add nuw nsw i64 %11, 1
%15 = load i32, i32* %1
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = icmp slt i64 %14, %16
br i1 %17, label %10, label %8
18: ; preds = %8, %23
%19 = phi i32 [ %47, %23 ], [ %15, %8 ]
%20 = phi i32 [ %26, %23 ], [ 0, %8 ]
%21 = phi i32 [ %25, %23 ], [ 0, %8 ]
%22 = icmp sgt i32 %19, 1
br i1 %22, label %29, label %53
23: ; preds = %46
%24 = icmp ne i32 %49, 0
%25 = add nsw i32 %49, %21
%26 = add nuw nsw i32 %20, 1
%27 = icmp slt i32 %26, %47
%28 = select i1 %24, i1 %27, i1 false
br i1 %28, label %18, label %53
29: ; preds = %18, %46
%30 = phi i32 [ %47, %46 ], [ %19, %18 ]
%31 = phi i32 [ %48, %46 ], [ %19, %18 ]
%32 = phi i64 [ %36, %46 ], [ 0, %18 ]
%33 = phi i32 [ %49, %46 ], [ 0, %18 ]
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %32
%35 = load i32, i32* %34
%36 = add nuw nsw i64 %32, 1
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = icmp sgt i32 %35, %38
br i1 %39, label %40, label %46
40: ; preds = %29
%41 = trunc i64 %36 to i32
%42 = trunc i64 %32 to i32
%43 = call i32 @swap(i32* %6, i32 %42, i32 %41)
%44 = add nsw i32 %33, 1
%45 = load i32, i32* %1
br label %46
46: ; preds = %29, %40
%47 = phi i32 [ %45, %40 ], [ %30, %29 ]
%48 = phi i32 [ %45, %40 ], [ %31, %29 ]
%49 = phi i32 [ %44, %40 ], [ %33, %29 ]
%50 = add nsw i32 %48, -1
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = icmp slt i64 %36, %51
br i1 %52, label %29, label %23
53: ; preds = %18, %23, %0, %8
%54 = phi i32 [ %15, %8 ], [ %4, %0 ], [ %19, %18 ], [ %47, %23 ]
%55 = phi i32 [ 0, %8 ], [ 0, %0 ], [ %21, %18 ], [ %25, %23 ]
%56 = load i32, i32* %6
%57 = add nsw i32 %54, -1
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([65 x i8], [65 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %55, i32 %56, i32 %60)
ret i32 0
}