#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 const *);
char *strdup(char *);
int strlen(char const *);
char *strncpy(char *, char *, int);
char *strstr(char *, char const *);
char *str_replace(char *orig, const char *rep, const char *with) {
  char *result;
  char *ins;
  char *tmp;
  int len_rep;
  int len_with;
  int len_front;
  int count;
  if (!orig)
    return NULL;
  if (!rep || !(len_rep = strlen(rep)))
    return NULL;
  if (!(ins = strstr(orig, rep)))
    return strdup(orig);
  if (!with)
    with = "";
  len_with = strlen(with);
  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)
jne    118c <str_replace+0x2c>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    131f <str_replace+0x1bf>
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
je     11ac <str_replace+0x4c>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
jne    11b9 <str_replace+0x59>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    131f <str_replace+0x1bf>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1080 <strstr@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
jne    11e6 <str_replace+0x86>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1070 <strdup@plt>
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    131f <str_replace+0x1bf>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    11fc <str_replace+0x9c>
lea    0xe08(%rip),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x48(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1080 <strstr@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
je     1247 <str_replace+0xe7>
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    120f <str_replace+0xaf>
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    1286 <str_replace+0x126>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    131f <str_replace+0x1bf>
jmp    128b <str_replace+0x12b>
mov    -0x48(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x48(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     130a <str_replace+0x1aa>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1080 <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    128b <str_replace+0x12b>
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     12c3 <str_replace+0x163>
mov    %rsi,%r14
test   %rsi,%rsi
je     12c3 <str_replace+0x163>
mov    %rdx,%rbp
mov    %rdi,%r13
mov    %r14,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
test   %eax,%eax
je     12ac <str_replace+0x14c>
mov    %eax,%ebx
mov    %r13,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1080 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
je     1209 <str_replace+0xa9>
mov    %rax,%r12
test   %rbp,%rbp
lea    0xe46(%rip),%rax
cmovne %rbp,%rax
mov    %rax,%rbp
mov    %rax,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,%r15d
mov    %r12,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1080 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
mov    %rbp,0x20(%rsp)
je     121f <str_replace+0xbf>
movslq %ebx,%rbp
xor    %r12d,%r12d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    %rbp,%rax
add    $0x1,%r12d
mov    %rax,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1080 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
jne    11f0 <str_replace+0x90>
jmp    1222 <str_replace+0xc2>
mov    %r13,%rdi
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1070 <strdup@plt>
xor    %r12d,%r12d
mov    %r13,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %r15d,%ecx
sub    %ebx,%ecx
imul   %r12d,%ecx
lea    (%rcx,%rax,1),%edi
add    $0x1,%edi
call   1060 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     12ac <str_replace+0x14c>
test   %r12d,%r12d
mov    %rax,0x10(%rsp)
je     12b0 <str_replace+0x150>
movslq %r15d,%rcx
mov    %rcx,0x18(%rsp)
mov    %rax,%rbp
mov    %ebx,0xc(%rsp)
nopl   0x0(%rax)
mov    %r13,%rdi
mov    %r14,%rsi
call   1080 <strstr@plt>
mov    %rax,%r15
sub    %r13,%r15
mov    %rbp,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r15d,%edx
call   1030 <strncpy@plt>
mov    %rax,%rbp
movslq %r15d,%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,%r12d
jne    1260 <str_replace+0x100>
jmp    12b3 <str_replace+0x153>
xor    %eax,%eax
jmp    12c3 <str_replace+0x163>
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 %18, label %17
17: ; preds = %3
store i8* null, i8** %4
br label %107
18: ; preds = %3
%19 = load i8*, i8** %6
%20 = icmp ne i8* %19, null
br i1 %20, label %21, label %25
21: ; preds = %18
%22 = load i8*, i8** %6
%23 = call i32 @strlen(i8* %22)
store i32 %23, i32* %11
%24 = icmp ne i32 %23, 0
br i1 %24, label %26, label %25
25: ; preds = %21, %18
store i8* null, i8** %4
br label %107
26: ; preds = %21
%27 = load i8*, i8** %5
%28 = load i8*, i8** %6
%29 = call i8* @strstr(i8* %27, i8* %28)
store i8* %29, i8** %9
%30 = icmp ne i8* %29, null
br i1 %30, label %34, label %31
31: ; preds = %26
%32 = load i8*, i8** %5
%33 = call i8* @strdup(i8* %32)
store i8* %33, i8** %4
br label %107
34: ; preds = %26
%35 = load i8*, i8** %7
%36 = icmp ne i8* %35, null
br i1 %36, label %38, label %37
37: ; preds = %34
store i8* getelementptr inbounds ([1 x i8], [1 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8** %7
br label %38
38: ; preds = %37, %34
%39 = load i8*, i8** %7
%40 = call i32 @strlen(i8* %39)
store i32 %40, i32* %12
store i32 0, i32* %14
br label %41
41: ; preds = %51, %38
%42 = load i8*, i8** %9
%43 = load i8*, i8** %6
%44 = call i8* @strstr(i8* %42, i8* %43)
store i8* %44, i8** %10
%45 = icmp ne i8* %44, null
br i1 %45, label %46, label %54
46: ; preds = %41
%47 = load i8*, i8** %10
%48 = load i32, i32* %11
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %47, i64 %49
store i8* %50, i8** %9
br label %51
51: ; preds = %46
%52 = load i32, i32* %14
%53 = add nsw i32 %52, 1
store i32 %53, i32* %14
br label %41
54: ; preds = %41
%55 = load i8*, i8** %5
%56 = call i32 @strlen(i8* %55)
%57 = load i32, i32* %12
%58 = load i32, i32* %11
%59 = sub nsw i32 %57, %58
%60 = load i32, i32* %14
%61 = mul nsw i32 %59, %60
%62 = add nsw i32 %56, %61
%63 = add nsw i32 %62, 1
%64 = call i8* @malloc(i32 %63)
store i8* %64, i8** %8
store i8* %64, i8** %10
%65 = load i8*, i8** %8
%66 = icmp ne i8* %65, null
br i1 %66, label %68, label %67
67: ; preds = %54
store i8* null, i8** %4
br label %107
68: ; preds = %54
br label %69
69: ; preds = %73, %68
%70 = load i32, i32* %14
%71 = add nsw i32 %70, -1
store i32 %71, i32* %14
%72 = icmp ne i32 %70, 0
br i1 %72, label %73, label %102
73: ; preds = %69
%74 = load i8*, i8** %5
%75 = load i8*, i8** %6
%76 = call i8* @strstr(i8* %74, i8* %75)
store i8* %76, i8** %9
%77 = load i8*, i8** %9
%78 = load i8*, i8** %5
%79 = ptrtoint i8* %77 to i64
%80 = ptrtoint i8* %78 to i64
%81 = sub i64 %79, %80
%82 = trunc i64 %81 to i32
store i32 %82, i32* %13
%83 = load i8*, i8** %10
%84 = load i8*, i8** %5
%85 = load i32, i32* %13
%86 = call i8* @strncpy(i8* %83, i8* %84, i32 %85)
%87 = load i32, i32* %13
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i8, i8* %86, i64 %88
store i8* %89, i8** %10
%90 = load i8*, i8** %10
%91 = load i8*, i8** %7
%92 = call i8* @strcpy(i8* %90, i8* %91)
%93 = load i32, i32* %12
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds i8, i8* %92, i64 %94
store i8* %95, i8** %10
%96 = load i32, i32* %13
%97 = load i32, i32* %11
%98 = add nsw i32 %96, %97
%99 = load i8*, i8** %5
%100 = sext i32 %98 to i64
%101 = getelementptr inbounds i8, i8* %99, i64 %100
store i8* %101, i8** %5
br label %69
102: ; preds = %69
%103 = load i8*, i8** %10
%104 = load i8*, i8** %5
%105 = call i8* @strcpy(i8* %103, i8* %104)
%106 = load i8*, i8** %8
store i8* %106, i8** %4
br label %107
107: ; preds = %102, %67, %31, %25, %17
%108 = load i8*, i8** %4
ret i8* %108
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [1 x i8] zeroinitializer
define i8* @str_replace(i8* %0, i8* %1, i8* %2) {
%4 = icmp eq i8* %0, null
%5 = icmp eq i8* %1, null
%6 = or i1 %4, %5
br i1 %6, label %67, label %7
7: ; preds = %3
%8 = tail call i32 @strlen(i8* %1)
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %9, label %67, label %10
10: ; preds = %7
%11 = tail call i8* @strstr(i8* %0, i8* %1)
%12 = icmp eq i8* %11, null
br i1 %12, label %13, label %15
13: ; preds = %10
%14 = tail call i8* @strdup(i8* %0)
br label %67
15: ; preds = %10
%16 = icmp eq i8* %2, null
%17 = select i1 %16, i8* getelementptr inbounds ([1 x i8], [1 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %2
%18 = tail call i32 @strlen(i8* %17)
%19 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %11, i8* %1)
%20 = icmp eq i8* %19, null
br i1 %20, label %30, label %21
21: ; preds = %15
%22 = sext i32 %8 to i64
br label %23
23: ; preds = %21, %23
%24 = phi i8* [ %19, %21 ], [ %28, %23 ]
%25 = phi i32 [ 0, %21 ], [ %27, %23 ]
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %24, i64 %22
%27 = add nuw nsw i32 %25, 1
%28 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %26, i8* %1)
%29 = icmp eq i8* %28, null
br i1 %29, label %30, label %23
30: ; preds = %23, %15
%31 = phi i32 [ 0, %15 ], [ %27, %23 ]
%32 = tail call i32 @strlen(i8* %0)
%33 = sub nsw i32 %18, %8
%34 = mul nsw i32 %31, %33
%35 = add i32 %34, 1
%36 = add i32 %35, %32
%37 = tail call i8* @malloc(i32 %36)
%38 = icmp eq i8* %37, null
br i1 %38, label %67, label %39
39: ; preds = %30
%40 = icmp eq i32 %31, 0
br i1 %40, label %63, label %41
41: ; preds = %39
%42 = sext i32 %18 to i64
br label %43
43: ; preds = %41, %43
%44 = phi i32 [ %31, %41 ], [ %47, %43 ]
%45 = phi i8* [ %0, %41 ], [ %61, %43 ]
%46 = phi i8* [ %37, %41 ], [ %58, %43 ]
%47 = add nsw i32 %44, -1
%48 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %45, i8* %1)
%49 = ptrtoint i8* %48 to i64
%50 = ptrtoint i8* %45 to i64
%51 = sub i64 %49, %50
%52 = trunc i64 %51 to i32
%53 = tail call i8* @strncpy(i8* %46, i8* %45, i32 %52)
%54 = shl i64 %51, 32
%55 = ashr exact i64 %54, 32
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %53, i64 %55
%57 = tail call i8* @strcpy(i8* dereferenceable(1) %56, i8* dereferenceable(1) %17)
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %56, i64 %42
%59 = add nsw i32 %8, %52
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %45, i64 %60
%62 = icmp eq i32 %47, 0
br i1 %62, label %63, label %43
63: ; preds = %43, %39
%64 = phi i8* [ %37, %39 ], [ %58, %43 ]
%65 = phi i8* [ %0, %39 ], [ %61, %43 ]
%66 = tail call i8* @strcpy(i8* dereferenceable(1) %64, i8* dereferenceable(1) %65)
br label %67
67: ; preds = %30, %7, %3, %63, %13
%68 = phi i8* [ %37, %63 ], [ %14, %13 ], [ null, %3 ], [ null, %7 ], [ null, %30 ]
ret i8* %68
}