void boothroyd(int *x, int n, int nn, int callback(int *, int)) {
  int c = 0, i, t;
  while (1) {
    if (n > 2)
      boothroyd(x, n - 1, nn, callback);
    if (c >= n - 1)
      return;
    i = (n & 1) ? 0 : c;
    c++;
    t = x[n - 1], x[n - 1] = x[i], x[i] = t;
    if (callback)
      callback(x, nn);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<boothroyd>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
jle    114d <boothroyd+0x3d>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
call   1030 <boothroyd@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     1164 <boothroyd+0x54>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret
mov    -0xc(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     117d <boothroyd+0x6d>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1183 <boothroyd+0x73>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
je     11e6 <boothroyd+0xd6>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%esi
call   *%rax
jmp    112d <boothroyd+0x1d>

x86 assembly (clang, -O2):
<boothroyd>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%r13
mov    %edx,(%rsp)
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%rbp
lea    -0x1(%r15),%eax
movslq %eax,%rbx
xor    %r12d,%r12d
test   %ebx,%ebx
mov    $0x0,%r14d
mov    %eax,0x4(%rsp)
cmovg  %eax,%r14d
jmp    1154 <boothroyd+0x44>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%r12d
cmp    $0x3,%r15d
jl     116c <boothroyd+0x5c>
mov    %rbp,%rdi
mov    0x4(%rsp),%esi
mov    (%rsp),%edx
mov    %r13,%rcx
call   1030 <boothroyd@plt>
cmp    %r12d,%r14d
je     119e <boothroyd+0x8e>
test   $0x1,%r15b
mov    $0x0,%eax
cmove  %r12d,%eax
mov    0x0(%rbp,%rbx,4),%ecx
mov    0x0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    %edx,0x0(%rbp,%rbx,4)
mov    %ecx,0x0(%rbp,%rax,4)
test   %r13,%r13
je     1150 <boothroyd+0x40>
mov    %rbp,%rdi
mov    (%rsp),%esi
call   *%r13
jmp    1150 <boothroyd+0x40>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @boothroyd(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 (i32*, i32)* %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32 (i32*, i32)*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 (i32*, i32)* %3, i32 (i32*, i32)** %8
store i32 0, i32* %9
br label %12
12: ; preds = %4, %66
%13 = load i32, i32* %6
%14 = icmp sgt i32 %13, 2
br i1 %14, label %15, label %21
15: ; preds = %12
%16 = load i32*, i32** %5
%17 = load i32, i32* %6
%18 = sub nsw i32 %17, 1
%19 = load i32, i32* %7
%20 = load i32 (i32*, i32)*, i32 (i32*, i32)** %8
br label %21
21: ; preds = %15, %12
%22 = load i32, i32* %9
%23 = load i32, i32* %6
%24 = sub nsw i32 %23, 1
%25 = icmp sge i32 %22, %24
br i1 %25, label %26, label %27
26: ; preds = %21
ret void
27: ; preds = %21
%28 = load i32, i32* %6
%29 = and i32 %28, 1
%30 = icmp ne i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %32
31: ; preds = %27
br label %34
32: ; preds = %27
%33 = load i32, i32* %9
br label %34
34: ; preds = %32, %31
%35 = phi i32 [ 0, %31 ], [ %33, %32 ]
store i32 %35, i32* %10
%36 = load i32, i32* %9
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %9
%38 = load i32*, i32** %5
%39 = load i32, i32* %6
%40 = sub nsw i32 %39, 1
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
store i32 %43, i32* %11
%44 = load i32*, i32** %5
%45 = load i32, i32* %10
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = load i32*, i32** %5
%50 = load i32, i32* %6
%51 = sub nsw i32 %50, 1
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %52
store i32 %48, i32* %53
%54 = load i32, i32* %11
%55 = load i32*, i32** %5
%56 = load i32, i32* %10
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 %57
store i32 %54, i32* %58
%59 = load i32 (i32*, i32)*, i32 (i32*, i32)** %8
%60 = icmp ne i32 (i32*, i32)* %59, null
br i1 %60, label %61, label %66
61: ; preds = %34
%62 = load i32 (i32*, i32)*, i32 (i32*, i32)** %8
%63 = load i32*, i32** %5
%64 = load i32, i32* %7
%65 = call i32 %62(i32* %63, i32 %64)
br label %66
66: ; preds = %61, %34
br label %12
}

LLVM IR (-O2):
define void @boothroyd(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 (i32*, i32)* %3) {
%5 = icmp sgt i32 %1, 2
%6 = add i32 %1, -1
%7 = and i32 %1, 1
%8 = icmp eq i32 %7, 0
%9 = sext i32 %6 to i64
%10 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %9
%11 = icmp eq i32 (i32*, i32)* %3, null
%12 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %6, i32 0)
br label %13
13: ; preds = %28, %4
%14 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %21, %28 ]
br i1 %5, label %15, label %16
15: ; preds = %13
tail call void @boothroyd(i32* %0, i32 %6, i32 %2, i32 (i32*, i32)* %3)
br label %16
16: ; preds = %15, %13
%17 = icmp eq i32 %14, %12
br i1 %17, label %18, label %19
18: ; preds = %16
ret void
19: ; preds = %16
%20 = select i1 %8, i32 %14, i32 0
%21 = add nuw i32 %14, 1
%22 = load i32, i32* %10
%23 = zext i32 %20 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
store i32 %25, i32* %10
store i32 %22, i32* %24
br i1 %11, label %28, label %26
26: ; preds = %19
%27 = tail call i32 %3(i32* %0, i32 %2)
br label %28
28: ; preds = %26, %19
br label %13
}