#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 */
void rearrange(size_t arr_sz, int arr[]) {
  size_t i;
  for (i = 0; i < arr_sz; i++) {
    arr[i] += (arr[arr[i]] % arr_sz) * arr_sz;
  }
  for (i = 0; i < arr_sz; i++) {
    arr[i] /= arr_sz;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<rearrange>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jae    1169 <rearrange+0x69>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rdx
movslq (%rcx,%rdx,4),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
xor    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%edx
divq   -0x8(%rbp)
mov    %rdx,%rsi
imul   -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rdx
add    %rsi,%rdx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1114 <rearrange+0x14>
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jae    11b3 <rearrange+0xb3>
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq (%rax,%rcx,4),%rax
xor    %edx,%edx
div    %rsi
mov    %rax,%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1171 <rearrange+0x71>
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<rearrange>:
test   %rdi,%rdi
je     1254 <rearrange+0x154>
mov    %rdi,%r8
add    $0xffffffffffffffff,%r8
je     1188 <rearrange+0x88>
mov    %rdi,%r9
and    $0xfffffffffffffffe,%r9
xor    %ecx,%ecx
jmp    1138 <rearrange+0x38>
nopl   (%rax)
xor    %edx,%edx
div    %rdi
imul   %edi,%edx
add    %r10d,%edx
mov    %edx,0x4(%rsi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r9
je     118a <rearrange+0x8a>
movslq (%rsi,%rcx,4),%r10
movslq (%rsi,%r10,4),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1160 <rearrange+0x60>
xor    %edx,%edx
div    %rdi
jmp    1164 <rearrange+0x64>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
xor    %edx,%edx
div    %edi
imul   %edi,%edx
add    %r10d,%edx
mov    %edx,(%rsi,%rcx,4)
movslq 0x4(%rsi,%rcx,4),%r10
movslq (%rsi,%r10,4),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1120 <rearrange+0x20>
xor    %edx,%edx
div    %edi
jmp    1125 <rearrange+0x25>
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%dil
je     11b8 <rearrange+0xb8>
movslq (%rsi,%rcx,4),%r9
movslq (%rsi,%r9,4),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     11ab <rearrange+0xab>
xor    %edx,%edx
div    %rdi
jmp    11af <rearrange+0xaf>
xor    %edx,%edx
div    %edi
imul   %edi,%edx
add    %r9d,%edx
mov    %edx,(%rsi,%rcx,4)
test   %rdi,%rdi
je     1254 <rearrange+0x154>
test   %r8,%r8
je     122e <rearrange+0x12e>
mov    %rdi,%r8
and    $0xfffffffffffffffe,%r8
xor    %ecx,%ecx
jmp    11f2 <rearrange+0xf2>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %rdi
mov    %eax,0x4(%rsi,%rcx,4)
add    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%r8
je     1230 <rearrange+0x130>
movslq (%rsi,%rcx,4),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     1210 <rearrange+0x110>
xor    %edx,%edx
div    %rdi
jmp    1214 <rearrange+0x114>
nopl   0x0(%rax)
xor    %edx,%edx
div    %edi
mov    %eax,(%rsi,%rcx,4)
movslq 0x4(%rsi,%rcx,4),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    11e0 <rearrange+0xe0>
xor    %edx,%edx
div    %edi
jmp    11e5 <rearrange+0xe5>
xor    %ecx,%ecx
test   $0x1,%dil
je     1254 <rearrange+0x154>
movslq (%rsi,%rcx,4),%rax
mov    %rax,%rdx
or     %rdi,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     124d <rearrange+0x14d>
xor    %edx,%edx
div    %rdi
jmp    1251 <rearrange+0x151>
xor    %edx,%edx
div    %edi
mov    %eax,(%rsi,%rcx,4)
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @rearrange(i64 %0, i32* nocapture %1) {
%3 = icmp eq i64 %0, 0
br i1 %3, label %83, label %4
4: ; preds = %2
%5 = add i64 %0, -1
%6 = and i64 %0, 1
%7 = icmp eq i64 %5, 0
br i1 %7, label %10, label %8
8: ; preds = %4
%9 = and i64 %0, -2
br label %30
10: ; preds = %30, %4
%11 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %54, %30 ]
%12 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %12, label %24, label %13
13: ; preds = %10
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %11
%15 = load i32, i32* %14
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = urem i64 %19, %0
%21 = mul i64 %20, %0
%22 = trunc i64 %21 to i32
%23 = add i32 %15, %22
store i32 %23, i32* %14
br label %24
24: ; preds = %10, %13
br i1 %3, label %83, label %25
25: ; preds = %24
%26 = and i64 %0, 1
%27 = icmp eq i64 %5, 0
br i1 %27, label %74, label %28
28: ; preds = %25
%29 = and i64 %0, -2
br label %57
30: ; preds = %30, %8
%31 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %54, %30 ]
%32 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %55, %30 ]
%33 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %31
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = urem i64 %38, %0
%40 = mul i64 %39, %0
%41 = trunc i64 %40 to i32
%42 = add i32 %34, %41
store i32 %42, i32* %33
%43 = or i64 %31, 1
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = urem i64 %49, %0
%51 = mul i64 %50, %0
%52 = trunc i64 %51 to i32
%53 = add i32 %45, %52
store i32 %53, i32* %44
%54 = add nuw i64 %31, 2
%55 = add i64 %32, 2
%56 = icmp eq i64 %55, %9
br i1 %56, label %10, label %30
57: ; preds = %57, %28
%58 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %71, %57 ]
%59 = phi i64 [ 0, %28 ], [ %72, %57 ]
%60 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %58
%61 = load i32, i32* %60
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = udiv i64 %62, %0
%64 = trunc i64 %63 to i32
store i32 %64, i32* %60
%65 = or i64 %58, 1
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = udiv i64 %68, %0
%70 = trunc i64 %69 to i32
store i32 %70, i32* %66
%71 = add nuw i64 %58, 2
%72 = add i64 %59, 2
%73 = icmp eq i64 %72, %29
br i1 %73, label %74, label %57
74: ; preds = %57, %25
%75 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %71, %57 ]
%76 = icmp eq i64 %26, 0
br i1 %76, label %83, label %77
77: ; preds = %74
%78 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %75
%79 = load i32, i32* %78
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = udiv i64 %80, %0
%82 = trunc i64 %81 to i32
store i32 %82, i32* %78
br label %83
83: ; preds = %77, %74, %2, %24
ret void
}