#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 /*<<< orphan*/ FILE;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ fprintf(int /*<<< orphan*/ *, char *, ...);
size_t fwrite(unsigned char const *, int, size_t, int /*<<< orphan*/ *);
int /*<<< orphan*/ perror(char *);
int pgm_write(FILE *fd, const unsigned char *img, size_t width, size_t height) {
  size_t i, n, saved;
  size_t img_len = width * height;
  unsigned char max_gray = 0x00;
  for (i = 0; i < img_len; i++) {
    if (img[i] > max_gray) {
      max_gray = img[i];
    }
  }
  if (max_gray == 0x00) {
    return -1;
  }
  fprintf(fd, "P5\n");
  fprintf(fd, "%lu %lu\n", width, height);
  fprintf(fd, "%u\n", max_gray);
  n = 0;
  saved = 0;
  while (saved < img_len) {
    n = fwrite(img + saved, 1, img_len - saved, fd);
    if (n <= 0) {
      perror("pgm_write()");
      break;
    }
    saved += n;
  }
  return saved == img_len ? 0 : -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pgm_write>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
imul   -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
movb   $0x0,-0x49(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x48(%rbp),%rax
jae    11ab <pgm_write+0x7b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
movzbl -0x49(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    1195 <pgm_write+0x65>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,-0x49(%rbp)
jmp    119a <pgm_write+0x6a>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1161 <pgm_write+0x31>
movzbl -0x49(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11c4 <pgm_write+0x94>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    128b <pgm_write+0x15b>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
lea    0xe31(%rip),%rsi
mov    $0x0,%al
call   1030 <fprintf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rcx
lea    0xe1b(%rip),%rsi
mov    $0x0,%al
call   1030 <fprintf@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
movzbl -0x49(%rbp),%edx
lea    0xe0e(%rip),%rsi
mov    $0x0,%al
call   1030 <fprintf@plt>
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x48(%rbp),%rax
jae    1273 <pgm_write+0x143>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
add    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x48(%rbp),%rdx
sub    -0x40(%rbp),%rdx
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    $0x1,%esi
call   1050 <fwrite@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x38(%rbp)
ja     1262 <pgm_write+0x132>
lea    0xdb9(%rip),%rdi
call   1040 <perror@plt>
jmp    1273 <pgm_write+0x143>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1216 <pgm_write+0xe6>
mov    -0x40(%rbp),%rdx
mov    -0x48(%rbp),%rsi
mov    $0xffffffff,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    %rsi,%rdx
cmove  %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pgm_write>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%rbp
imul   %rdx,%rbp
mov    $0xffffffff,%eax
test   %rbp,%rbp
je     135e <pgm_write+0x22e>
mov    %rcx,%r12
mov    %rdx,%r13
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r14
cmp    $0x8,%rbp
jae    116b <pgm_write+0x3b>
xor    %edx,%edx
xor    %ecx,%ecx
jmp    12b3 <pgm_write+0x183>
cmp    $0x20,%rbp
jae    117a <pgm_write+0x4a>
xor    %edx,%edx
xor    %ecx,%ecx
jmp    123c <pgm_write+0x10c>
mov    %rbp,%rcx
and    $0xffffffffffffffe0,%rcx
lea    -0x20(%rcx),%rsi
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x5,%rdx
add    $0x1,%rdx
test   %rsi,%rsi
je     129b <pgm_write+0x16b>
mov    %rdx,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rbx,%rsi,1),%xmm2
pmaxub %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rbx,%rsi,1),%xmm3
pmaxub %xmm1,%xmm3
movdqu 0x20(%rbx,%rsi,1),%xmm0
pmaxub %xmm2,%xmm0
movdqu 0x30(%rbx,%rsi,1),%xmm1
pmaxub %xmm3,%xmm1
add    $0x40,%rsi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    11b0 <pgm_write+0x80>
test   $0x1,%dl
je     11f9 <pgm_write+0xc9>
movdqu (%rbx,%rsi,1),%xmm2
pmaxub %xmm2,%xmm0
movdqu 0x10(%rbx,%rsi,1),%xmm2
pmaxub %xmm2,%xmm1
pmaxub %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
pmaxub %xmm0,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
pmaxub %xmm1,%xmm0
movdqa %xmm0,%xmm1
psrld  $0x10,%xmm1
pmaxub %xmm0,%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm0
psrlw  $0x8,%xmm0
pmaxub %xmm1,%xmm0
movd   %xmm0,%edx
cmp    %rcx,%rbp
je     12c9 <pgm_write+0x199>
test   $0x18,%bpl
je     12b3 <pgm_write+0x183>
mov    %rcx,%rsi
mov    %rbp,%rcx
and    $0xfffffffffffffff8,%rcx
movzbl %dl,%edx
movd   %edx,%xmm0
punpcklbw %xmm0,%xmm0
pshuflw $0x0,%xmm0,%xmm0
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movq   (%rbx,%rsi,1),%xmm1
pmaxub %xmm1,%xmm0
add    $0x8,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    1260 <pgm_write+0x130>
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
pmaxub %xmm0,%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm0
psrld  $0x10,%xmm0
pmaxub %xmm1,%xmm0
movdqa %xmm0,%xmm1
psrlw  $0x8,%xmm1
pmaxub %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%edx
jmp    12c4 <pgm_write+0x194>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %esi,%esi
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%dl
jne    11e6 <pgm_write+0xb6>
jmp    11f9 <pgm_write+0xc9>
movzbl (%rbx,%rcx,1),%esi
cmp    %dl,%sil
movzbl %dl,%edx
cmova  %esi,%edx
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rbp
jne    12b3 <pgm_write+0x183>
test   %dl,%dl
je     135e <pgm_write+0x22e>
movzbl %dl,%eax
mov    %eax,0x4(%rsp)
lea    0xd21(%rip),%rdi
mov    $0x3,%esi
mov    $0x1,%edx
mov    %r14,%rcx
call   1050 <fwrite@plt>
lea    0xd0c(%rip),%rsi
xor    %r15d,%r15d
mov    %r14,%rdi
mov    %r13,%rdx
mov    %r12,%rcx
xor    %eax,%eax
call   1030 <fprintf@plt>
lea    0xcfb(%rip),%rsi
mov    %r14,%rdi
mov    0x4(%rsp),%edx
xor    %eax,%eax
call   1030 <fprintf@plt>
test   %rbp,%rbp
je     1354 <pgm_write+0x224>
xor    %r15d,%r15d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rbx,%r15,1),%rdi
mov    %rbp,%rdx
sub    %r15,%rdx
mov    $0x1,%esi
mov    %r14,%rcx
call   1050 <fwrite@plt>
test   %rax,%rax
je     136d <pgm_write+0x23d>
add    %rax,%r15
cmp    %r15,%rbp
ja     1330 <pgm_write+0x200>
xor    %eax,%eax
cmp    %r15,%rbp
setne  %al
neg    %eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
lea    0xc9d(%rip),%rdi
call   1040 <perror@plt>
jmp    1354 <pgm_write+0x224>

LLVM IR (-O0):
@.str = [4 x i8] c"P5\0A\00"
@.str.1 = [9 x i8] c"%lu %lu\0A\00"
@.str.2 = [4 x i8] c"%u\0A\00"
@.str.3 = [12 x i8] c"pgm_write()\00"
define i32 @pgm_write(i32* %0, i8* %1, i64 %2, i64 %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i8
store i32* %0, i32** %6
store i8* %1, i8** %7
store i64 %2, i64* %8
store i64 %3, i64* %9
%15 = load i64, i64* %8
%16 = load i64, i64* %9
%17 = mul i64 %15, %16
store i64 %17, i64* %13
store i8 0, i8* %14
store i64 0, i64* %10
br label %18
18: ; preds = %37, %4
%19 = load i64, i64* %10
%20 = load i64, i64* %13
%21 = icmp ult i64 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %40
22: ; preds = %18
%23 = load i8*, i8** %7
%24 = load i64, i64* %10
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i64 %24
%26 = load i8, i8* %25
%27 = zext i8 %26 to i32
%28 = load i8, i8* %14
%29 = zext i8 %28 to i32
%30 = icmp sgt i32 %27, %29
br i1 %30, label %31, label %36
31: ; preds = %22
%32 = load i8*, i8** %7
%33 = load i64, i64* %10
%34 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %33
%35 = load i8, i8* %34
store i8 %35, i8* %14
br label %36
36: ; preds = %31, %22
br label %37
37: ; preds = %36
%38 = load i64, i64* %10
%39 = add i64 %38, 1
store i64 %39, i64* %10
br label %18
40: ; preds = %18
%41 = load i8, i8* %14
%42 = zext i8 %41 to i32
%43 = icmp eq i32 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %45
44: ; preds = %40
store i32 -1, i32* %5
br label %83
45: ; preds = %40
%46 = load i32*, i32** %6
%47 = call i32 (i32*, i8*, ...) @fprintf(i32* %46, i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%48 = load i32*, i32** %6
%49 = load i64, i64* %8
%50 = load i64, i64* %9
%51 = call i32 (i32*, i8*, ...) @fprintf(i32* %48, i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i64 %49, i64 %50)
%52 = load i32*, i32** %6
%53 = load i8, i8* %14
%54 = zext i8 %53 to i32
%55 = call i32 (i32*, i8*, ...) @fprintf(i32* %52, i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %54)
store i64 0, i64* %11
store i64 0, i64* %12
br label %56
56: ; preds = %73, %45
%57 = load i64, i64* %12
%58 = load i64, i64* %13
%59 = icmp ult i64 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %77
60: ; preds = %56
%61 = load i8*, i8** %7
%62 = load i64, i64* %12
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %61, i64 %62
%64 = load i64, i64* %13
%65 = load i64, i64* %12
%66 = sub i64 %64, %65
%67 = load i32*, i32** %6
%68 = call i64 @fwrite(i8* %63, i32 1, i64 %66, i32* %67)
store i64 %68, i64* %11
%69 = load i64, i64* %11
%70 = icmp ule i64 %69, 0
br i1 %70, label %71, label %73
71: ; preds = %60
%72 = call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %77
73: ; preds = %60
%74 = load i64, i64* %11
%75 = load i64, i64* %12
%76 = add i64 %75, %74
store i64 %76, i64* %12
br label %56
77: ; preds = %71, %56
%78 = load i64, i64* %12
%79 = load i64, i64* %13
%80 = icmp eq i64 %78, %79
%81 = zext i1 %80 to i64
%82 = select i1 %80, i32 0, i32 -1
store i32 %82, i32* %5
br label %83
83: ; preds = %77, %44
%84 = load i32, i32* %5
ret i32 %84
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [4 x i8] c"P5\0A\00"
@.str.1 = [9 x i8] c"%lu %lu\0A\00"
@.str.2 = [4 x i8] c"%u\0A\00"
@.str.3 = [12 x i8] c"pgm_write()\00"
define i32 @pgm_write(i32* %0, i8* nocapture %1, i64 %2, i64 %3) {
%5 = mul i64 %3, %2
%6 = icmp eq i64 %5, 0
br i1 %6, label %131, label %7
7: ; preds = %4
%8 = icmp ult i64 %5, 8
br i1 %8, label %96, label %9
9: ; preds = %7
%10 = icmp ult i64 %5, 32
br i1 %10, label %77, label %11
11: ; preds = %9
%12 = and i64 %5, -32
%13 = add i64 %12, -32
%14 = lshr exact i64 %13, 5
%15 = add nuw nsw i64 %14, 1
%16 = and i64 %15, 1
%17 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %17, label %49, label %18
18: ; preds = %11
%19 = and i64 %15, 1152921504606846974
br label %20
20: ; preds = %20, %18
%21 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %46, %20 ]
%22 = phi <16 x i8> [ zeroinitializer, %18 ], [ %44, %20 ]
%23 = phi <16 x i8> [ zeroinitializer, %18 ], [ %45, %20 ]
%24 = phi i64 [ 0, %18 ], [ %47, %20 ]
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %21
%26 = bitcast i8* %25 to <16 x i8>*
%27 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %26
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 16
%29 = bitcast i8* %28 to <16 x i8>*
%30 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %29
%31 = icmp ugt <16 x i8> %27, %22
%32 = icmp ugt <16 x i8> %30, %23
%33 = select <16 x i1> %31, <16 x i8> %27, <16 x i8> %22
%34 = select <16 x i1> %32, <16 x i8> %30, <16 x i8> %23
%35 = or i64 %21, 32
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %35
%37 = bitcast i8* %36 to <16 x i8>*
%38 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %37
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %36, i64 16
%40 = bitcast i8* %39 to <16 x i8>*
%41 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %40
%42 = icmp ugt <16 x i8> %38, %33
%43 = icmp ugt <16 x i8> %41, %34
%44 = select <16 x i1> %42, <16 x i8> %38, <16 x i8> %33
%45 = select <16 x i1> %43, <16 x i8> %41, <16 x i8> %34
%46 = add nuw i64 %21, 64
%47 = add i64 %24, 2
%48 = icmp eq i64 %47, %19
br i1 %48, label %49, label %20
49: ; preds = %20, %11
%50 = phi <16 x i8> [ undef, %11 ], [ %44, %20 ]
%51 = phi <16 x i8> [ undef, %11 ], [ %45, %20 ]
%52 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %46, %20 ]
%53 = phi <16 x i8> [ zeroinitializer, %11 ], [ %44, %20 ]
%54 = phi <16 x i8> [ zeroinitializer, %11 ], [ %45, %20 ]
%55 = icmp eq i64 %16, 0
br i1 %55, label %67, label %56
56: ; preds = %49
%57 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %52
%58 = bitcast i8* %57 to <16 x i8>*
%59 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %58
%60 = getelementptr inbounds i8, i8* %57, i64 16
%61 = bitcast i8* %60 to <16 x i8>*
%62 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %61
%63 = icmp ugt <16 x i8> %59, %53
%64 = icmp ugt <16 x i8> %62, %54
%65 = select <16 x i1> %63, <16 x i8> %59, <16 x i8> %53
%66 = select <16 x i1> %64, <16 x i8> %62, <16 x i8> %54
br label %67
67: ; preds = %49, %56
%68 = phi <16 x i8> [ %50, %49 ], [ %65, %56 ]
%69 = phi <16 x i8> [ %51, %49 ], [ %66, %56 ]
%70 = icmp ugt <16 x i8> %68, %69
%71 = select <16 x i1> %70, <16 x i8> %68, <16 x i8> %69
%72 = call i8 @llvm.vector.reduce.umax.v16i8(<16 x i8> %71)
%73 = icmp eq i64 %5, %12
br i1 %73, label %108, label %74
74: ; preds = %67
%75 = and i64 %5, 24
%76 = icmp eq i64 %75, 0
br i1 %76, label %96, label %77
77: ; preds = %9, %74
%78 = phi i8 [ 0, %9 ], [ %72, %74 ]
%79 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %12, %74 ]
%80 = and i64 %5, -8
%81 = insertelement <8 x i8> poison, i8 %78, i64 0
%82 = shufflevector <8 x i8> %81, <8 x i8> poison, <8 x i32> zeroinitializer
br label %83
83: ; preds = %83, %77
%84 = phi i64 [ %79, %77 ], [ %91, %83 ]
%85 = phi <8 x i8> [ %82, %77 ], [ %90, %83 ]
%86 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %84
%87 = bitcast i8* %86 to <8 x i8>*
%88 = load <8 x i8>, <8 x i8>* %87
%89 = icmp ugt <8 x i8> %88, %85
%90 = select <8 x i1> %89, <8 x i8> %88, <8 x i8> %85
%91 = add nuw i64 %84, 8
%92 = icmp eq i64 %91, %80
br i1 %92, label %93, label %83
93: ; preds = %83
%94 = call i8 @llvm.vector.reduce.umax.v8i8(<8 x i8> %90)
%95 = icmp eq i64 %5, %80
br i1 %95, label %108, label %96
96: ; preds = %7, %74, %93
%97 = phi i8 [ 0, %7 ], [ %72, %74 ], [ %94, %93 ]
%98 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %12, %74 ], [ %80, %93 ]
br label %99
99: ; preds = %96, %99
%100 = phi i8 [ %105, %99 ], [ %97, %96 ]
%101 = phi i64 [ %106, %99 ], [ %98, %96 ]
%102 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %101
%103 = load i8, i8* %102
%104 = icmp ugt i8 %103, %100
%105 = select i1 %104, i8 %103, i8 %100
%106 = add nuw i64 %101, 1
%107 = icmp eq i64 %106, %5
br i1 %107, label %108, label %99
108: ; preds = %99, %93, %67
%109 = phi i8 [ %72, %67 ], [ %94, %93 ], [ %105, %99 ]
%110 = icmp eq i8 %109, 0
br i1 %110, label %131, label %111
111: ; preds = %108
%112 = zext i8 %109 to i32
%113 = tail call i64 bitcast (i64 (i8*, i32, i64, i32*)* @fwrite to i64 (i8*, i64, i64, i32*)*)(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 3, i64 1, i32* %0)
%114 = tail call i32 (i32*, i8*, ...) @fprintf(i32* %0, i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i64 %2, i64 %3)
%115 = tail call i32 (i32*, i8*, ...) @fprintf(i32* %0, i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %112)
br i1 %6, label %127, label %118
116: ; preds = %118
%117 = icmp ugt i64 %5, %124
br i1 %117, label %118, label %127
118: ; preds = %111, %116
%119 = phi i64 [ %124, %116 ], [ 0, %111 ]
%120 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %119
%121 = sub i64 %5, %119
%122 = tail call i64 @fwrite(i8* %120, i32 1, i64 %121, i32* %0)
%123 = icmp eq i64 %122, 0
%124 = add i64 %122, %119
br i1 %123, label %125, label %116
125: ; preds = %118
%126 = tail call i32 @perror(i8* getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
br label %127
127: ; preds = %116, %111, %125
%128 = phi i64 [ %119, %125 ], [ 0, %111 ], [ %124, %116 ]
%129 = icmp ne i64 %5, %128
%130 = sext i1 %129 to i32
br label %131
131: ; preds = %4, %108, %127
%132 = phi i32 [ %130, %127 ], [ -1, %108 ], [ -1, %4 ]
ret i32 %132
}