#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*/ fatal_error(char *);
int rand();
void random_permutation(int *a, int size) {
  int n, i, x;
  for (i = 0; i < size; i++)
    a[i] = -1;
  n = 0;
  while (n < size) {
    x = rand() % size;
    if (a[x] == -1)
      a[x] = n++;
    else {
      i = x + 1;
      while (i < size && a[i] != -1)
        i++;
      if (i < size)
        a[i] = n++;
      else {
        i = x - 1;
        while (i >= 0 && a[i] != -1)
          i--;
        if (i < 0) {
          fatal_error("random_permutation.");
        }
        a[i] = n++;
      }
    }
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<random_permutation>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    115f <random_permutation+0x3f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
movl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1136 <random_permutation+0x16>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    129c <random_permutation+0x17c>
mov    $0x0,%al
call   1040 <rand@plt>
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
cmpl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
jne    11ad <random_permutation+0x8d>
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    %edx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1297 <random_permutation+0x177>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x19(%rbp)
jge    11d9 <random_permutation+0xb9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
cmpl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
setne  %al
mov    %al,-0x19(%rbp)
mov    -0x19(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11e9 <random_permutation+0xc9>
jmp    11f7 <random_permutation+0xd7>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11b6 <random_permutation+0x96>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    121e <random_permutation+0xfe>
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    %edx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1292 <random_permutation+0x172>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    %al,-0x1a(%rbp)
jl     1248 <random_permutation+0x128>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
cmpl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
setne  %al
mov    %al,-0x1a(%rbp)
mov    -0x1a(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1258 <random_permutation+0x138>
jmp    1266 <random_permutation+0x146>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1227 <random_permutation+0x107>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jge    127c <random_permutation+0x15c>
lea    0xd89(%rip),%rdi
call   1030 <fatal_error@plt>
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    %edx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1297 <random_permutation+0x177>
jmp    1166 <random_permutation+0x46>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<random_permutation>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %esi,%esi
jle    11f3 <random_permutation+0xc3>
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
mov    %esi,%ebp
lea    0x0(,%rbp,4),%rdx
mov    $0xff,%esi
call   1030 <memset@plt>
lea    0xe9c(%rip),%r14
xor    %r13d,%r13d
jmp    1180 <random_permutation+0x50>
nopl   0x0(%rax)
lea    (%r12,%rax,4),%rbx
mov    %r13d,(%rbx)
add    $0x1,%r13d
cmp    %r15d,%r13d
je     11f3 <random_permutation+0xc3>
xor    %eax,%eax
call   1050 <rand@plt>
cltd
idiv   %r15d
movslq %edx,%rax
cmpl   $0xffffffff,(%r12,%rax,4)
je     1170 <random_permutation+0x40>
lea    (%r12,%rax,4),%rcx
add    $0x1,%rax
nopl   (%rax)
cmp    %rbp,%rax
jge    11c0 <random_permutation+0x90>
lea    0x4(%rcx),%rbx
add    $0x1,%rax
cmpl   $0xffffffff,0x4(%rcx)
mov    %rbx,%rcx
jne    11a0 <random_permutation+0x70>
jmp    1174 <random_permutation+0x44>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edx,%eax
add    $0xffffffff,%edx
movslq %edx,%rcx
lea    (%r12,%rcx,4),%rcx
nopl   0x0(%rax)
mov    %rcx,%rbx
test   %eax,%eax
jle    11e9 <random_permutation+0xb9>
lea    -0x4(%rbx),%rcx
cmpl   $0xffffffff,-0x4(%r12,%rax,4)
lea    -0x1(%rax),%rax
jne    11d0 <random_permutation+0xa0>
jmp    1174 <random_permutation+0x44>
mov    %r14,%rdi
call   1040 <fatal_error@plt>
jmp    1174 <random_permutation+0x44>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [20 x i8] c"random_permutation.\00"
define void @random_permutation(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
store i32 0, i32* %6
br label %8
8: ; preds = %17, %2
%9 = load i32, i32* %6
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp slt i32 %9, %10
br i1 %11, label %12, label %20
12: ; preds = %8
%13 = load i32*, i32** %3
%14 = load i32, i32* %6
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %15
store i32 -1, i32* %16
br label %17
17: ; preds = %12
%18 = load i32, i32* %6
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %6
br label %8
20: ; preds = %8
store i32 0, i32* %5
br label %21
21: ; preds = %103, %20
%22 = load i32, i32* %5
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %104
25: ; preds = %21
%26 = call i32 (...) @rand()
%27 = load i32, i32* %4
%28 = srem i32 %26, %27
store i32 %28, i32* %7
%29 = load i32*, i32** %3
%30 = load i32, i32* %7
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = icmp eq i32 %33, -1
br i1 %34, label %35, label %42
35: ; preds = %25
%36 = load i32, i32* %5
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %5
%38 = load i32*, i32** %3
%39 = load i32, i32* %7
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
store i32 %36, i32* %41
br label %103
42: ; preds = %25
%43 = load i32, i32* %7
%44 = add nsw i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %6
br label %45
45: ; preds = %58, %42
%46 = load i32, i32* %6
%47 = load i32, i32* %4
%48 = icmp slt i32 %46, %47
br i1 %48, label %49, label %56
49: ; preds = %45
%50 = load i32*, i32** %3
%51 = load i32, i32* %6
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 %52
%54 = load i32, i32* %53
%55 = icmp ne i32 %54, -1
br label %56
56: ; preds = %49, %45
%57 = phi i1 [ false, %45 ], [ %55, %49 ]
br i1 %57, label %58, label %61
58: ; preds = %56
%59 = load i32, i32* %6
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %6
br label %45
61: ; preds = %56
%62 = load i32, i32* %6
%63 = load i32, i32* %4
%64 = icmp slt i32 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %72
65: ; preds = %61
%66 = load i32, i32* %5
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %5
%68 = load i32*, i32** %3
%69 = load i32, i32* %6
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
store i32 %66, i32* %71
br label %102
72: ; preds = %61
%73 = load i32, i32* %7
%74 = sub nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %6
br label %75
75: ; preds = %87, %72
%76 = load i32, i32* %6
%77 = icmp sge i32 %76, 0
br i1 %77, label %78, label %85
78: ; preds = %75
%79 = load i32*, i32** %3
%80 = load i32, i32* %6
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 %81
%83 = load i32, i32* %82
%84 = icmp ne i32 %83, -1
br label %85
85: ; preds = %78, %75
%86 = phi i1 [ false, %75 ], [ %84, %78 ]
br i1 %86, label %87, label %90
87: ; preds = %85
%88 = load i32, i32* %6
%89 = add nsw i32 %88, -1
store i32 %89, i32* %6
br label %75
90: ; preds = %85
%91 = load i32, i32* %6
%92 = icmp slt i32 %91, 0
br i1 %92, label %93, label %95
93: ; preds = %90
%94 = call i32 @fatal_error(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %95
95: ; preds = %93, %90
%96 = load i32, i32* %5
%97 = add nsw i32 %96, 1
store i32 %97, i32* %5
%98 = load i32*, i32** %3
%99 = load i32, i32* %6
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %98, i64 %100
store i32 %96, i32* %101
br label %102
102: ; preds = %95, %65
br label %103
103: ; preds = %102, %35
br label %21
104: ; preds = %21
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [20 x i8] c"random_permutation.\00"
define void @random_permutation(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %48
4: ; preds = %2
%5 = bitcast i32* %0 to i8*
%6 = zext i32 %1 to i64
%7 = shl nuw nsw i64 %6, 2
%8 = zext i32 %1 to i64
br label %9
9: ; preds = %4, %44
%10 = phi i32 [ %46, %44 ], [ 0, %4 ]
%11 = tail call i32 (...) @rand()
%12 = srem i32 %11, %1
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp eq i32 %15, -1
br i1 %16, label %44, label %17
17: ; preds = %9, %23
%18 = phi i64 [ %19, %23 ], [ %13, %9 ]
%19 = add nsw i64 %18, 1
%20 = icmp slt i64 %19, %8
br i1 %20, label %23, label %21
21: ; preds = %17
%22 = zext i32 %12 to i64
br label %29
23: ; preds = %17
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp eq i32 %25, -1
br i1 %26, label %27, label %17
27: ; preds = %23
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
br label %44
29: ; preds = %21, %34
%30 = phi i64 [ %22, %21 ], [ %31, %34 ]
%31 = add nsw i64 %30, -1
%32 = trunc i64 %30 to i32
%33 = icmp sgt i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %38
34: ; preds = %29
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%36 = load i32, i32* %35
%37 = icmp eq i32 %36, -1
br i1 %37, label %40, label %29
38: ; preds = %29
%39 = tail call i32 @fatal_error(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %40
40: ; preds = %34, %38
%41 = shl i64 %31, 32
%42 = ashr exact i64 %41, 32
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %42
br label %44
44: ; preds = %9, %27, %40
%45 = phi i32* [ %28, %27 ], [ %43, %40 ], [ %14, %9 ]
store i32 %10, i32* %45
%46 = add nuw nsw i32 %10, 1
%47 = icmp eq i32 %46, %1
br i1 %47, label %48, label %9
48: ; preds = %44, %2
ret void
}