#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 */
char *malloc(int);
char *strcpy(char *, char *);
int strlen(char *);
char *strncpy(char *, char *, int);
char *strstr(char *, char *);
char *str_replace(char *orig, char *rep, char *with) {
  char *result;
  char *ins;
  char *tmp;
  int len_rep;
  int len_with;
  int len_front;
  int count;
  if (!orig || !rep)
    return NULL;
  len_rep = strlen(rep);
  if (len_rep == 0)
    return NULL;
  if (!with)
    with = "";
  len_with = strlen(with);
  ins = orig;
  for (count = 0; (tmp = strstr(ins, rep)); ++count) {
    ins = tmp + len_rep;
  }
  tmp = result = malloc(strlen(orig) + (len_with - len_rep) * count + 1);
  if (!result)
    return NULL;
  while (count--) {
    ins = strstr(orig, rep);
    len_front = ins - orig;
    tmp = strncpy(tmp, orig, len_front) + len_front;
    tmp = strcpy(tmp, with) + len_with;
    orig += len_front + len_rep;
  }
  strcpy(tmp, orig);
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<str_replace>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
je     117a <str_replace+0x2a>
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1187 <str_replace+0x37>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    12eb <str_replace+0x19b>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x3c(%rbp)
jne    11aa <str_replace+0x5a>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    12eb <str_replace+0x19b>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    11c0 <str_replace+0x70>
lea    0xe44(%rip),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x48(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1070 <strstr@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
je     1213 <str_replace+0xc3>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    11db <str_replace+0x8b>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,%edi
mov    -0x40(%rbp),%eax
sub    -0x3c(%rbp),%eax
imul   -0x48(%rbp),%eax
add    %eax,%edi
add    $0x1,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    1252 <str_replace+0x102>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    12eb <str_replace+0x19b>
jmp    1257 <str_replace+0x107>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x48(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     12d6 <str_replace+0x186>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1070 <strstr@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x44(%rbp),%edx
call   1030 <strncpy@plt>
movslq -0x44(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
movslq -0x40(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%ecx
add    -0x3c(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    1257 <str_replace+0x107>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<str_replace>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
xor    %eax,%eax
test   %rdi,%rdi
je     1293 <str_replace+0x143>
mov    %rsi,%r14
test   %rsi,%rsi
je     1293 <str_replace+0x143>
mov    %rdx,%rbp
mov    %rdi,%r13
mov    %r14,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
xor    %r15d,%r15d
test   %eax,%eax
je     127c <str_replace+0x12c>
mov    %eax,%ebx
test   %rbp,%rbp
lea    0xe66(%rip),%rdi
cmovne %rbp,%rdi
mov    %rdi,0x20(%rsp)
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,%r12d
mov    %r13,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1070 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
je     11e7 <str_replace+0x97>
movslq %ebx,%rbp
xor    %r15d,%r15d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    %rbp,%rax
add    $0x1,%r15d
mov    %rax,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1070 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
jne    11d0 <str_replace+0x80>
mov    %r13,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %r12d,%ecx
sub    %ebx,%ecx
imul   %r15d,%ecx
lea    (%rcx,%rax,1),%edi
add    $0x1,%edi
call   1060 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     127c <str_replace+0x12c>
test   %r15d,%r15d
mov    %rax,0x10(%rsp)
je     1280 <str_replace+0x130>
movslq %r12d,%rcx
mov    %rcx,0x18(%rsp)
mov    %rax,%rbp
mov    %ebx,0xc(%rsp)
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r13,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1070 <strstr@plt>
mov    %rax,%r12
sub    %r13,%r12
mov    %rbp,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r12d,%edx
call   1030 <strncpy@plt>
mov    %rax,%rbp
movslq %r12d,%rbx
add    %rbx,%rbp
mov    %rbp,%rdi
mov    0x20(%rsp),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
add    0x18(%rsp),%rbp
add    0xc(%rsp),%ebx
movslq %ebx,%rax
add    %rax,%r13
add    $0xffffffff,%r15d
jne    1230 <str_replace+0xe0>
jmp    1283 <str_replace+0x133>
xor    %eax,%eax
jmp    1293 <str_replace+0x143>
mov    %rax,%rbp
mov    %rbp,%rdi
mov    %r13,%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
mov    0x10(%rsp),%rax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
@.str = [1 x i8] zeroinitializer
define i8* @str_replace(i8* %0, i8* %1, i8* %2) {
%4 = icmp ne i8* %0, null
%5 = icmp ne i8* %1, null
%6 = and i1 %4, %5
br i1 %6, label %7, label %62
7: ; preds = %3
%8 = tail call i32 @strlen(i8* %1)
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %9, label %62, label %10
10: ; preds = %7
%11 = icmp eq i8* %2, null
%12 = select i1 %11, i8* getelementptr inbounds ([1 x i8], [1 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %2
%13 = tail call i32 @strlen(i8* %12)
%14 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %0, i8* %1)
%15 = icmp eq i8* %14, null
br i1 %15, label %25, label %16
16: ; preds = %10
%17 = sext i32 %8 to i64
br label %18
18: ; preds = %16, %18
%19 = phi i8* [ %14, %16 ], [ %23, %18 ]
%20 = phi i32 [ 0, %16 ], [ %22, %18 ]
%21 = getelementptr inbounds i8, i8* %19, i64 %17
%22 = add nuw nsw i32 %20, 1
%23 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %21, i8* %1)
%24 = icmp eq i8* %23, null
br i1 %24, label %25, label %18
25: ; preds = %18, %10
%26 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %22, %18 ]
%27 = tail call i32 @strlen(i8* %0)
%28 = sub nsw i32 %13, %8
%29 = mul nsw i32 %26, %28
%30 = add i32 %29, 1
%31 = add i32 %30, %27
%32 = tail call i8* @malloc(i32 %31)
%33 = icmp eq i8* %32, null
br i1 %33, label %62, label %34
34: ; preds = %25
%35 = icmp eq i32 %26, 0
br i1 %35, label %58, label %36
36: ; preds = %34
%37 = sext i32 %13 to i64
br label %38
38: ; preds = %36, %38
%39 = phi i32 [ %26, %36 ], [ %42, %38 ]
%40 = phi i8* [ %0, %36 ], [ %56, %38 ]
%41 = phi i8* [ %32, %36 ], [ %53, %38 ]
%42 = add nsw i32 %39, -1
%43 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %40, i8* %1)
%44 = ptrtoint i8* %43 to i64
%45 = ptrtoint i8* %40 to i64
%46 = sub i64 %44, %45
%47 = trunc i64 %46 to i32
%48 = tail call i8* @strncpy(i8* %41, i8* %40, i32 %47)
%49 = shl i64 %46, 32
%50 = ashr exact i64 %49, 32
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 %50
%52 = tail call i8* @strcpy(i8* dereferenceable(1) %51, i8* dereferenceable(1) %12)
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %51, i64 %37
%54 = add nsw i32 %8, %47
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %40, i64 %55
%57 = icmp eq i32 %42, 0
br i1 %57, label %58, label %38
58: ; preds = %38, %34
%59 = phi i8* [ %32, %34 ], [ %53, %38 ]
%60 = phi i8* [ %0, %34 ], [ %56, %38 ]
%61 = tail call i8* @strcpy(i8* dereferenceable(1) %59, i8* dereferenceable(1) %60)
br label %62
62: ; preds = %25, %7, %3, %58
%63 = phi i8* [ %32, %58 ], [ null, %3 ], [ null, %7 ], [ null, %25 ]
ret i8* %63
}