void arrange(int *a, int n1) {
  int i;
  for (i = 0; i < n1; i++) {
    a[i] = a[i] + (a[a[i]] % n1) * n1;
  }
  for (i = 0; i < n1; i++) {
    a[i] /= n1;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<arrange>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1167 <arrange+0x67>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x10(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,%eax
mov    -0x14(%rbp),%edx
imul   -0xc(%rbp),%eax
add    %eax,%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1112 <arrange+0x12>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11a6 <arrange+0xa6>
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    116e <arrange+0x6e>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<arrange>:
test   %esi,%esi
jle    11c0 <arrange+0xc0>
mov    %esi,%r8d
mov    %r8,%r9
add    $0xffffffffffffffff,%r9
je     11c1 <arrange+0xc1>
mov    %r8d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq (%rdi,%rcx,4),%r11
mov    (%rdi,%r11,4),%eax
cltd
idiv   %esi
imul   %esi,%edx
add    %r11d,%edx
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
movslq 0x4(%rdi,%rcx,4),%r11
mov    (%rdi,%r11,4),%eax
cltd
idiv   %esi
imul   %esi,%edx
add    %r11d,%edx
mov    %edx,0x4(%rdi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r10
jne    1130 <arrange+0x30>
test   $0x1,%r8b
je     117d <arrange+0x7d>
movslq (%rdi,%rcx,4),%r10
mov    (%rdi,%r10,4),%eax
cltd
idiv   %esi
imul   %esi,%edx
add    %r10d,%edx
mov    %edx,(%rdi,%rcx,4)
test   %esi,%esi
jle    11c0 <arrange+0xc0>
test   %r9,%r9
je     11cb <arrange+0xcb>
mov    %r8d,%r10d
and    $0xfffffffe,%r10d
xor    %ecx,%ecx
nop
mov    (%rdi,%rcx,4),%eax
mov    0x4(%rdi,%rcx,4),%r9d
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
mov    %r9d,%eax
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,0x4(%rdi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r10
jne    1190 <arrange+0x90>
test   $0x1,%r8b
je     11c0 <arrange+0xc0>
mov    (%rdi,%rcx,4),%eax
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,(%rdi,%rcx,4)
ret
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%r8b
jne    1169 <arrange+0x69>
jmp    117d <arrange+0x7d>
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%r8b
jne    11b7 <arrange+0xb7>
jmp    11c0 <arrange+0xc0>

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

LLVM IR (-O2):
define void @arrange(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %72
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = add nsw i64 %5, -1
%7 = and i64 %5, 1
%8 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %8, label %11, label %9
9: ; preds = %4
%10 = and i64 %5, 4294967294
br label %29
11: ; preds = %29, %4
%12 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %49, %29 ]
%13 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %13, label %23, label %14
14: ; preds = %11
%15 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%16 = load i32, i32* %15
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = srem i32 %19, %1
%21 = mul nsw i32 %20, %1
%22 = add nsw i32 %21, %16
store i32 %22, i32* %15
br label %23
23: ; preds = %11, %14
br i1 %3, label %24, label %72
24: ; preds = %23
%25 = and i64 %5, 1
%26 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %26, label %65, label %27
27: ; preds = %24
%28 = and i64 %5, 4294967294
br label %52
29: ; preds = %29, %9
%30 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %49, %29 ]
%31 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %50, %29 ]
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %30
%33 = load i32, i32* %32
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = srem i32 %36, %1
%38 = mul nsw i32 %37, %1
%39 = add nsw i32 %38, %33
store i32 %39, i32* %32
%40 = or i64 %30, 1
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = srem i32 %45, %1
%47 = mul nsw i32 %46, %1
%48 = add nsw i32 %47, %42
store i32 %48, i32* %41
%49 = add nuw nsw i64 %30, 2
%50 = add i64 %31, 2
%51 = icmp eq i64 %50, %10
br i1 %51, label %11, label %29
52: ; preds = %52, %27
%53 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %62, %52 ]
%54 = phi i64 [ 0, %27 ], [ %63, %52 ]
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%56 = load i32, i32* %55
%57 = sdiv i32 %56, %1
store i32 %57, i32* %55
%58 = or i64 %53, 1
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = sdiv i32 %60, %1
store i32 %61, i32* %59
%62 = add nuw nsw i64 %53, 2
%63 = add i64 %54, 2
%64 = icmp eq i64 %63, %28
br i1 %64, label %65, label %52
65: ; preds = %52, %24
%66 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %62, %52 ]
%67 = icmp eq i64 %25, 0
br i1 %67, label %72, label %68
68: ; preds = %65
%69 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %66
%70 = load i32, i32* %69
%71 = sdiv i32 %70, %1
store i32 %71, i32* %69
br label %72
72: ; preds = %68, %65, %2, %23
ret void
}