#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 */
typedef int uint64_t;

/* Variables and functions */
int *malloc(int);
int random_long();
uint64_t *random_perm(uint64_t n) {
  uint64_t i, j, tmp;
  uint64_t *perm;
  perm = malloc(sizeof(uint64_t) * n);
  for (i = 0; i < n; i++) {
    perm[i] = i;
  }
  for (i = n - 1; i > 0; i--) {
    j = random_long() % (i + 1);
    tmp = perm[i];
    perm[i] = perm[j];
    perm[j] = tmp;
  }
  return perm;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<random_perm>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    116d <random_perm+0x4d>
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1145 <random_perm+0x25>
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jle    11d3 <random_perm+0xb3>
mov    $0x0,%al
call   1030 <random_long@plt>
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1176 <random_perm+0x56>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<random_perm>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
lea    0x0(,%r14,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
test   %r14d,%r14d
jle    130d <random_perm+0x1ed>
mov    %r14d,%r15d
cmp    $0x8,%r14d
jae    1154 <random_perm+0x34>
xor    %eax,%eax
jmp    12c0 <random_perm+0x1a0>
mov    %r15d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
lea    -0x8(%rax),%rsi
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %edx,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x18,%rsi
jae    1183 <random_perm+0x63>
movdqa 0xe84(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
jmp    1260 <random_perm+0x140>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
movdqa 0xe71(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
movdqa 0xe76(%rip),%xmm8
movdqa 0xe7d(%rip),%xmm9
movdqa 0xe84(%rip),%xmm10
movdqa 0xe8c(%rip),%xmm4
movdqa 0xe94(%rip),%xmm5
movdqa 0xe9c(%rip),%xmm6
movdqa 0xea4(%rip),%xmm7
movdqa 0xeac(%rip),%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqu %xmm0,(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm2,0x10(%r12,%rsi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqu %xmm2,0x20(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm3,0x30(%r12,%rsi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqu %xmm2,0x40(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm3,0x50(%r12,%rsi,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqu %xmm2,0x60(%r12,%rsi,4)
movdqu %xmm3,0x70(%r12,%rsi,4)
add    $0x20,%rsi
paddd  %xmm1,%xmm0
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
jne    11e0 <random_perm+0xc0>
test   %rcx,%rcx
je     12b0 <random_perm+0x190>
lea    (%r12,%rsi,4),%rdx
add    $0x10,%rdx
shl    $0x5,%rcx
xor    %esi,%esi
movdqa 0xd95(%rip),%xmm1
movdqa 0xd9d(%rip),%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm0,-0x10(%rdx,%rsi,1)
movdqu %xmm3,(%rdx,%rsi,1)
paddd  %xmm2,%xmm0
add    $0x20,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    1290 <random_perm+0x170>
cmp    %r15,%rax
je     12cd <random_perm+0x1ad>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %eax,(%r12,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r15
jne    12c0 <random_perm+0x1a0>
cmp    $0x2,%r14d
jl     130d <random_perm+0x1ed>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    -0x1(%r15),%rbx
xor    %eax,%eax
call   1030 <random_long@plt>
cltd
idiv   %r15d
mov    %ebx,%eax
mov    (%r12,%rax,4),%ecx
movslq %edx,%rdx
mov    (%r12,%rdx,4),%esi
mov    %esi,(%r12,%rax,4)
mov    %ecx,(%r12,%rdx,4)
cmp    $0x2,%r15
mov    %rbx,%r15
ja     12e0 <random_perm+0x1c0>
mov    %r12,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

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

LLVM IR (-O2):
define noalias i32* @random_perm(i32 %0) {
%2 = shl i32 %0, 2
%3 = tail call i32* @malloc(i32 %2)
%4 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %4, label %5, label %95
5: ; preds = %1
%6 = zext i32 %0 to i64
%7 = icmp ult i32 %0, 8
br i1 %7, label %70, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967288
%10 = add nsw i64 %9, -8
%11 = lshr exact i64 %10, 3
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = and i64 %12, 3
%14 = icmp ult i64 %10, 24
br i1 %14, label %51, label %15
15: ; preds = %8
%16 = and i64 %12, 4611686018427387900
br label %17
17: ; preds = %17, %15
%18 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %47, %17 ]
%19 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %15 ], [ %48, %17 ]
%20 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %49, %17 ]
%21 = add <4 x i32> %19, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %18
%23 = bitcast i32* %22 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %19, <4 x i32>* %23
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 4
%25 = bitcast i32* %24 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %21, <4 x i32>* %25
%26 = or i64 %18, 8
%27 = add <4 x i32> %19, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%28 = add <4 x i32> %19, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %26
%30 = bitcast i32* %29 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %27, <4 x i32>* %30
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 4
%32 = bitcast i32* %31 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %28, <4 x i32>* %32
%33 = or i64 %18, 16
%34 = add <4 x i32> %19, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%35 = add <4 x i32> %19, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %33
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %34, <4 x i32>* %37
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%39 = bitcast i32* %38 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %35, <4 x i32>* %39
%40 = or i64 %18, 24
%41 = add <4 x i32> %19, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%42 = add <4 x i32> %19, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %40
%44 = bitcast i32* %43 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %41, <4 x i32>* %44
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 4
%46 = bitcast i32* %45 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %42, <4 x i32>* %46
%47 = add nuw i64 %18, 32
%48 = add <4 x i32> %19, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%49 = add i64 %20, 4
%50 = icmp eq i64 %49, %16
br i1 %50, label %51, label %17
51: ; preds = %17, %8
%52 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %47, %17 ]
%53 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %8 ], [ %48, %17 ]
%54 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %54, label %68, label %55
55: ; preds = %51, %55
%56 = phi i64 [ %64, %55 ], [ %52, %51 ]
%57 = phi <4 x i32> [ %65, %55 ], [ %53, %51 ]
%58 = phi i64 [ %66, %55 ], [ 0, %51 ]
%59 = add <4 x i32> %57, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %56
%61 = bitcast i32* %60 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %57, <4 x i32>* %61
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 4
%63 = bitcast i32* %62 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %59, <4 x i32>* %63
%64 = add nuw i64 %56, 8
%65 = add <4 x i32> %57, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%66 = add i64 %58, 1
%67 = icmp eq i64 %66, %13
br i1 %67, label %68, label %55
68: ; preds = %55, %51
%69 = icmp eq i64 %9, %6
br i1 %69, label %72, label %70
70: ; preds = %5, %68
%71 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %68 ]
br label %76
72: ; preds = %76, %68
%73 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %73, label %74, label %95
74: ; preds = %72
%75 = zext i32 %0 to i64
br label %82
76: ; preds = %70, %76
%77 = phi i64 [ %80, %76 ], [ %71, %70 ]
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %77
%79 = trunc i64 %77 to i32
store i32 %79, i32* %78
%80 = add nuw nsw i64 %77, 1
%81 = icmp eq i64 %80, %6
br i1 %81, label %72, label %76
82: ; preds = %74, %82
%83 = phi i64 [ %75, %74 ], [ %84, %82 ]
%84 = add nsw i64 %83, -1
%85 = tail call i32 (...) @random_long()
%86 = trunc i64 %83 to i32
%87 = srem i32 %85, %86
%88 = and i64 %84, 4294967295
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = sext i32 %87 to i64
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %91
%93 = load i32, i32* %92
store i32 %93, i32* %89
store i32 %90, i32* %92
%94 = icmp ugt i64 %83, 2
br i1 %94, label %82, label %95
95: ; preds = %82, %1, %72
ret i32* %3
}