#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 */
scalar_t__ malloc(int);
int *grayCode(int n, int *returnSize) {
  int *ret, i;
  ret = (int *)malloc((i = *returnSize = 1 << n) * sizeof(int));
  while (i--)
    ret[i] = i ^ i >> 1;
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<grayCode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %eax,(%rcx)
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1172 <grayCode+0x62>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
xor    %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1143 <grayCode+0x33>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<grayCode>:
push   %rbx
mov    %edi,%ecx
mov    $0x1,%ebx
shl    %cl,%ebx
mov    %ebx,(%rsi)
lea    0x0(,%rbx,4),%edi
call   1030 <malloc@plt>
movslq %ebx,%rdx
lea    -0x1(%rdx),%esi
cmp    $0x7,%esi
jae    113b <grayCode+0x2b>
mov    %rdx,%rcx
jmp    11e6 <grayCode+0xd6>
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,%r8
and    $0xfffffffffffffff8,%r8
mov    %rdx,%rcx
sub    %r8,%rcx
movdqa 0xeac(%rip),%xmm0
movdqa 0xeb4(%rip),%xmm1
movdqa 0xebc(%rip),%xmm2
mov    %r8,%rdi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movq   %rdx,%xmm3
pshufd $0x44,%xmm3,%xmm3
movdqa %xmm3,%xmm4
paddq  %xmm0,%xmm4
paddq  %xmm1,%xmm3
movq   %xmm3,%rbx
shufps $0x88,%xmm4,%xmm3
movd   %ebx,%xmm4
movss  %xmm4,%xmm3
movd   %edx,%xmm4
pshufd $0x0,%xmm4,%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm4
movaps %xmm3,%xmm5
psrad  $0x1,%xmm5
movdqa %xmm4,%xmm6
psrad  $0x1,%xmm6
pxor   %xmm4,%xmm6
shufps $0x1b,%xmm3,%xmm3
pshufd $0x1b,%xmm5,%xmm4
pxor   %xmm3,%xmm4
movdqu %xmm4,-0xc(%rax,%rbx,4)
pshufd $0x1b,%xmm6,%xmm3
movdqu %xmm3,-0x1c(%rax,%rbx,4)
add    $0xfffffffffffffff8,%rdx
add    $0xfffffffffffffff8,%rdi
jne    1170 <grayCode+0x60>
cmp    %r8,%rsi
je     1211 <grayCode+0x101>
lea    (%rax,%rcx,4),%rdx
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
add    $0xffffffff,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%esi
sar    %esi
xor    %ecx,%esi
mov    %esi,(%rdx)
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
add    $0xffffffff,%ecx
jb     1200 <grayCode+0xf0>
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @grayCode(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32* %1, i32** %4
%7 = load i32, i32* %3
%8 = shl i32 1, %7
%9 = load i32*, i32** %4
store i32 %8, i32* %9
store i32 %8, i32* %6
%10 = sext i32 %8 to i64
%11 = mul i64 %10, 4
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = call i64 @malloc(i32 %12)
%14 = inttoptr i64 %13 to i32*
store i32* %14, i32** %5
br label %15
15: ; preds = %19, %2
%16 = load i32, i32* %6
%17 = add nsw i32 %16, -1
store i32 %17, i32* %6
%18 = icmp ne i32 %16, 0
br i1 %18, label %19, label %28
19: ; preds = %15
%20 = load i32, i32* %6
%21 = load i32, i32* %6
%22 = ashr i32 %21, 1
%23 = xor i32 %20, %22
%24 = load i32*, i32** %5
%25 = load i32, i32* %6
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %26
store i32 %23, i32* %27
br label %15
28: ; preds = %15
%29 = load i32*, i32** %5
ret i32* %29
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @grayCode(i32 %0, i32* nocapture writeonly %1) {
%3 = shl nuw i32 1, %0
store i32 %3, i32* %1
%4 = shl i32 %3, 2
%5 = tail call i64 @malloc(i32 %4)
%6 = inttoptr i64 %5 to i32*
%7 = sext i32 %3 to i64
%8 = add i32 %3, -1
%9 = zext i32 %8 to i64
%10 = add nuw nsw i64 %9, 1
%11 = icmp ult i32 %8, 7
br i1 %11, label %41, label %12
12: ; preds = %2
%13 = and i64 %10, 8589934584
%14 = sub nsw i64 %7, %13
br label %15
15: ; preds = %15, %12
%16 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %37, %15 ]
%17 = sub i64 %7, %16
%18 = insertelement <4 x i64> poison, i64 %17, i64 0
%19 = shufflevector <4 x i64> %18, <4 x i64> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%20 = add <4 x i64> %19, <i64 -1, i64 -2, i64 -3, i64 -4>
%21 = trunc <4 x i64> %20 to <4 x i32>
%22 = trunc <4 x i64> %19 to <4 x i32>
%23 = add <4 x i32> %22, <i32 -5, i32 -6, i32 -7, i32 -8>
%24 = ashr <4 x i32> %21, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%25 = ashr <4 x i32> %23, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%26 = xor <4 x i32> %24, %21
%27 = xor <4 x i32> %25, %23
%28 = extractelement <4 x i64> %20, i64 0
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %28
%30 = shufflevector <4 x i32> %26, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 -3
%32 = bitcast i32* %31 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %30, <4 x i32>* %32
%33 = shufflevector <4 x i32> %27, <4 x i32> poison, <4 x i32> <i32 3, i32 2, i32 1, i32 0>
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 -4
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 -3
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %33, <4 x i32>* %36
%37 = add nuw i64 %16, 8
%38 = icmp eq i64 %37, %13
br i1 %38, label %39, label %15
39: ; preds = %15
%40 = icmp eq i64 %10, %13
br i1 %40, label %51, label %41
41: ; preds = %2, %39
%42 = phi i64 [ %7, %2 ], [ %14, %39 ]
br label %43
43: ; preds = %41, %43
%44 = phi i64 [ %45, %43 ], [ %42, %41 ]
%45 = add nsw i64 %44, -1
%46 = trunc i64 %45 to i32
%47 = ashr i32 %46, 1
%48 = xor i32 %47, %46
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %45
store i32 %48, i32* %49
%50 = icmp eq i32 %46, 0
br i1 %50, label %51, label %43
51: ; preds = %43, %39
ret i32* %6
}