#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*/ assert(int /*<<< orphan*/);
int *calloc(int, int);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int /*<<< orphan*/ parr(int *, int);
void permute(int arr[], int len) {
  int *ps = calloc(len, sizeof(int)), level, foreward = 1;
  assert(ps != NULL);
  for (level = 0; level < len; ++level)
    if (foreward) {
      ++ps[level];
      if (ps[level] <= arr[level]) {
        if (level == len - 1) {
          level -= 1;
          parr(ps, len);
        }
      } else {
        if (level == 0)
          break;
        ps[level] = 0;
        level -= 2;
        foreward = 0;
      }
    } else {
      if (ps[level] >= arr[level]) {
        ps[level] = 0;
        level -= 2;
      } else
        ++ps[level];
      foreward = 1;
    }
  free(ps);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<permute>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
mov    $0x4,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1060 <assert@plt>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1285 <permute+0x145>
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
je     1221 <permute+0xe1>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jg     11ee <permute+0xae>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    11e9 <permute+0xa9>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
call   1040 <parr@plt>
jmp    121c <permute+0xdc>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jne    11fd <permute+0xbd>
jmp    1285 <permute+0x145>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
jmp    1272 <permute+0x132>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x1c(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jl     125a <permute+0x11a>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    126b <permute+0x12b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
jmp    1277 <permute+0x137>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1180 <permute+0x40>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<permute>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r14
mov    %esi,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,%rbx
xor    %edi,%edi
test   %rax,%rax
setne  %dil
call   1060 <assert@plt>
test   %r15d,%r15d
jle    1202 <permute+0xc2>
lea    -0x1(%r15),%r13d
lea    -0x2(%r15),%r12d
xor    %eax,%eax
mov    $0x1,%ebp
jmp    119b <permute+0x5b>
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rbx,%rcx,4)
mov    $0x1,%ebp
add    $0x1,%eax
cmp    %r15d,%eax
jge    1202 <permute+0xc2>
movslq %eax,%rcx
mov    (%rbx,%rcx,4),%edx
test   %ebp,%ebp
je     11d0 <permute+0x90>
lea    0x1(%rdx),%esi
mov    %esi,(%rbx,%rcx,4)
cmp    (%r14,%rcx,4),%edx
jge    11f0 <permute+0xb0>
mov    $0x1,%ebp
cmp    %r13d,%eax
jne    1193 <permute+0x53>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r15d,%esi
call   1040 <parr@plt>
mov    %r12d,%eax
jmp    1193 <permute+0x53>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
cmp    (%r14,%rcx,4),%edx
jl     1188 <permute+0x48>
movl   $0x0,(%rbx,%rcx,4)
add    $0xfffffffe,%eax
jmp    118e <permute+0x4e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
test   %eax,%eax
je     1202 <permute+0xc2>
movl   $0x0,(%rbx,%rcx,4)
add    $0xfffffffe,%eax
xor    %ebp,%ebp
jmp    1193 <permute+0x53>
mov    %rbx,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @permute(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%8 = load i32, i32* %4
%9 = call i32* @calloc(i32 %8, i32 4)
store i32* %9, i32** %5
store i32 1, i32* %7
%10 = load i32*, i32** %5
%11 = icmp ne i32* %10, null
%12 = zext i1 %11 to i32
%13 = call i32 @assert(i32 %12)
store i32 0, i32* %6
br label %14
14: ; preds = %91, %2
%15 = load i32, i32* %6
%16 = load i32, i32* %4
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %94
18: ; preds = %14
%19 = load i32, i32* %7
%20 = icmp ne i32 %19, 0
br i1 %20, label %21, label %63
21: ; preds = %18
%22 = load i32*, i32** %5
%23 = load i32, i32* %6
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %25
%28 = load i32*, i32** %5
%29 = load i32, i32* %6
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 %30
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %6
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp sle i32 %32, %37
br i1 %38, label %39, label %51
39: ; preds = %21
%40 = load i32, i32* %6
%41 = load i32, i32* %4
%42 = sub nsw i32 %41, 1
%43 = icmp eq i32 %40, %42
br i1 %43, label %44, label %50
44: ; preds = %39
%45 = load i32, i32* %6
%46 = sub nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %6
%47 = load i32*, i32** %5
%48 = load i32, i32* %4
%49 = call i32 @parr(i32* %47, i32 %48)
br label %50
50: ; preds = %44, %39
br label %62
51: ; preds = %21
%52 = load i32, i32* %6
%53 = icmp eq i32 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %55
54: ; preds = %51
br label %94
55: ; preds = %51
%56 = load i32*, i32** %5
%57 = load i32, i32* %6
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
store i32 0, i32* %59
%60 = load i32, i32* %6
%61 = sub nsw i32 %60, 2
store i32 %61, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %62
62: ; preds = %55, %50
br label %90
63: ; preds = %18
%64 = load i32*, i32** %5
%65 = load i32, i32* %6
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = load i32*, i32** %3
%70 = load i32, i32* %6
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = icmp sge i32 %68, %73
br i1 %74, label %75, label %82
75: ; preds = %63
%76 = load i32*, i32** %5
%77 = load i32, i32* %6
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
store i32 0, i32* %79
%80 = load i32, i32* %6
%81 = sub nsw i32 %80, 2
store i32 %81, i32* %6
br label %89
82: ; preds = %63
%83 = load i32*, i32** %5
%84 = load i32, i32* %6
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %83, i64 %85
%87 = load i32, i32* %86
%88 = add nsw i32 %87, 1
store i32 %88, i32* %86
br label %89
89: ; preds = %82, %75
store i32 1, i32* %7
br label %90
90: ; preds = %89, %62
br label %91
91: ; preds = %90
%92 = load i32, i32* %6
%93 = add nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %6
br label %14
94: ; preds = %54, %14
%95 = load i32*, i32** %5
%96 = call i32 @free(i32* %95)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @permute(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = tail call i32* @calloc(i32 %1, i32 4)
%4 = icmp ne i32* %3, null
%5 = zext i1 %4 to i32
%6 = tail call i32 @assert(i32 %5)
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %44
8: ; preds = %2
%9 = add nsw i32 %1, -1
%10 = add nsw i32 %1, -2
br label %11
11: ; preds = %8, %39
%12 = phi i32 [ 1, %8 ], [ %41, %39 ]
%13 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %42, %39 ]
%14 = icmp eq i32 %12, 0
%15 = sext i32 %13 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %15
%17 = load i32, i32* %16
br i1 %14, label %31, label %18
18: ; preds = %11
%19 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %19, i32* %16
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp slt i32 %17, %21
br i1 %22, label %23, label %27
23: ; preds = %18
%24 = icmp eq i32 %13, %9
br i1 %24, label %25, label %39
25: ; preds = %23
%26 = tail call i32 @parr(i32* %3, i32 %1)
br label %39
27: ; preds = %18
%28 = icmp eq i32 %13, 0
br i1 %28, label %44, label %29
29: ; preds = %27
store i32 0, i32* %16
%30 = add nsw i32 %13, -2
br label %39
31: ; preds = %11
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %15
%33 = load i32, i32* %32
%34 = icmp slt i32 %17, %33
br i1 %34, label %37, label %35
35: ; preds = %31
store i32 0, i32* %16
%36 = add nsw i32 %13, -2
br label %39
37: ; preds = %31
%38 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %38, i32* %16
br label %39
39: ; preds = %35, %37, %23, %25, %29
%40 = phi i32 [ %10, %25 ], [ %13, %23 ], [ %30, %29 ], [ %36, %35 ], [ %13, %37 ]
%41 = phi i32 [ 1, %25 ], [ 1, %23 ], [ 0, %29 ], [ 1, %35 ], [ 1, %37 ]
%42 = add nsw i32 %40, 1
%43 = icmp slt i32 %42, %1
br i1 %43, label %11, label %44
44: ; preds = %39, %27, %2
%45 = tail call i32 @free(i32* %3)
ret void
}