#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 */
int abs(int);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int);
int rand();
int sum_subset(int *, int);
int *repeated_random(int loop_cnt) {
  int set_A[100];
  int pos_A[100];
  int neg_A[100];
  int size_pos;
  int size_neg;
  int sum_pos;
  int sum_neg;
  int residue;
  int sub_residue;
  int i, j;
  int *ret_int = (int *)malloc(sizeof(int) * 100);
  int k;
  residue = -1;
  for (i = 0; i < loop_cnt; i++) {
    for (j = 0; j < 100; j++)
      set_A[j] = rand();
    for (j = 0; j < 100; j++) {
      if ((rand() % 2) == 0)
        set_A[j] = set_A[j] * -1;
    }
    size_pos = size_neg = 0;
    for (j = 0; j < 100; j++) {
      if (set_A[j] < 0) {
        neg_A[size_neg] = set_A[j];
        size_neg++;
      } else {
        pos_A[size_pos] = set_A[j];
        size_pos++;
      }
    }
    sum_neg = sum_subset(neg_A, size_neg);
    sum_pos = sum_subset(pos_A, size_pos);
    if (residue == -1) {
      residue = abs(sum_neg + sum_pos);
      for (k = 0; k < 100; k++)
        ret_int[k] = set_A[k];
    } else {
      sub_residue = abs(sum_neg + sum_pos);
      if (sub_residue < residue) {
        residue = sub_residue;
        for (k = 0; k < 100; k++)
          ret_int[k] = set_A[k];
      }
    }
  }
  printf("repeated random residue = %d\n", residue);
  return ret_int;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<repeated_random>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x4f0,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    $0x190,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x4e8(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x4d4(%rbp)
ff ff ff
movl   $0x0,-0x4dc(%rbp)
mov    -0x4dc(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1432 <repeated_random+0x2e2>
movl   $0x0,-0x4e0(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x4e0(%rbp)
jge    11d4 <repeated_random+0x84>
mov    $0x0,%al
call   1070 <rand@plt>
mov    %eax,%ecx
movslq -0x4e0(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x1a0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x4e0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4e0(%rbp)
jmp    119c <repeated_random+0x4c>
movl   $0x0,-0x4e0(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x4e0(%rbp)
jge    1239 <repeated_random+0xe9>
mov    $0x0,%al
call   1070 <rand@plt>
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    1220 <repeated_random+0xd0>
movslq -0x4e0(%rbp),%rax
imul   $0xffffffff,-0x1a0(%rbp,%rax,4),%ecx
ff
movslq -0x4e0(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x1a0(%rbp,%rax,4)
jmp    1225 <repeated_random+0xd5>
mov    -0x4e0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4e0(%rbp)
jmp    11de <repeated_random+0x8e>
movl   $0x0,-0x4c8(%rbp)
movl   $0x0,-0x4c4(%rbp)
movl   $0x0,-0x4e0(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x4e0(%rbp)
jge    12ed <repeated_random+0x19d>
movslq -0x4e0(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,-0x1a0(%rbp,%rax,4)
jge    12a9 <repeated_random+0x159>
movslq -0x4e0(%rbp),%rax
mov    -0x1a0(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x4c8(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x4c0(%rbp,%rax,4)
mov    -0x4c8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c8(%rbp)
jmp    12d4 <repeated_random+0x184>
movslq -0x4e0(%rbp),%rax
mov    -0x1a0(%rbp,%rax,4),%ecx
movslq -0x4c4(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x330(%rbp,%rax,4)
mov    -0x4c4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4c4(%rbp)
jmp    12d9 <repeated_random+0x189>
mov    -0x4e0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4e0(%rbp)
jmp    1257 <repeated_random+0x107>
lea    -0x4c0(%rbp),%rdi
mov    -0x4c8(%rbp),%esi
call   1030 <sum_subset@plt>
mov    %eax,-0x4d0(%rbp)
lea    -0x330(%rbp),%rdi
mov    -0x4c4(%rbp),%esi
call   1030 <sum_subset@plt>
mov    %eax,-0x4cc(%rbp)
cmpl   $0xffffffff,-0x4d4(%rbp)
jne    1390 <repeated_random+0x240>
mov    -0x4d0(%rbp),%edi
add    -0x4cc(%rbp),%edi
call   1040 <abs@plt>
mov    %eax,-0x4d4(%rbp)
movl   $0x0,-0x4ec(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x4ec(%rbp)
jge    138b <repeated_random+0x23b>
movslq -0x4ec(%rbp),%rax
mov    -0x1a0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x4e8(%rbp),%rax
movslq -0x4ec(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4ec(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4ec(%rbp)
jmp    134b <repeated_random+0x1fb>
jmp    1419 <repeated_random+0x2c9>
mov    -0x4d0(%rbp),%edi
add    -0x4cc(%rbp),%edi
call   1040 <abs@plt>
mov    %eax,-0x4d8(%rbp)
mov    -0x4d8(%rbp),%eax
cmp    -0x4d4(%rbp),%eax
jge    1414 <repeated_random+0x2c4>
mov    -0x4d8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4d4(%rbp)
movl   $0x0,-0x4ec(%rbp)
cmpl   $0x64,-0x4ec(%rbp)
jge    140f <repeated_random+0x2bf>
movslq -0x4ec(%rbp),%rax
mov    -0x1a0(%rbp,%rax,4),%edx
mov    -0x4e8(%rbp),%rax
movslq -0x4ec(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4ec(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4ec(%rbp)
jmp    13cf <repeated_random+0x27f>
jmp    1414 <repeated_random+0x2c4>
jmp    1419 <repeated_random+0x2c9>
jmp    141e <repeated_random+0x2ce>
mov    -0x4dc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4dc(%rbp)
jmp    1183 <repeated_random+0x33>
mov    -0x4d4(%rbp),%esi
lea    0xbc1(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
mov    -0x4e8(%rbp),%rax
add    $0x4f0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<repeated_random>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x4c8,%rsp
mov    %edi,%ebx
mov    $0x190,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,(%rsp)
mov    %ebx,0xc(%rsp)
mov    $0xffffffff,%r14d
test   %ebx,%ebx
jle    129a <repeated_random+0x14a>
xor    %r13d,%r13d
jmp    11bc <repeated_random+0x6c>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x190,%edx
mov    (%rsp),%rdi
lea    0x10(%rsp),%rsi
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %ebx,%r14d
neg    %r14d
cmovs  %ebx,%r14d
add    $0x1,%r13d
cmp    0xc(%rsp),%r13d
je     129a <repeated_random+0x14a>
xor    %ebx,%ebx
xchg   %ax,%ax
xor    %eax,%eax
call   1070 <rand@plt>
mov    %eax,0x10(%rsp,%rbx,4)
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x64,%rbx
jne    11c0 <repeated_random+0x70>
xor    %ebx,%ebx
jmp    11ea <repeated_random+0x9a>
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%rbx
cmp    $0x64,%rbx
je     1200 <repeated_random+0xb0>
xor    %eax,%eax
call   1070 <rand@plt>
test   $0x1,%al
jne    11e0 <repeated_random+0x90>
negl   0x10(%rsp,%rbx,4)
jmp    11e0 <repeated_random+0x90>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %eax,%eax
xor    %r12d,%r12d
xor    %esi,%esi
jmp    1229 <repeated_random+0xd9>
nopl   0x0(%rax)
movslq %r12d,%r12
mov    %ecx,0x330(%rsp,%r12,4)
add    $0x1,%r12d
add    $0x1,%rax
cmp    $0x64,%rax
je     1240 <repeated_random+0xf0>
mov    0x10(%rsp,%rax,4),%ecx
test   %ecx,%ecx
jns    1210 <repeated_random+0xc0>
movslq %esi,%rsi
mov    %ecx,0x1a0(%rsp,%rsi,4)
add    $0x1,%esi
jmp    121f <repeated_random+0xcf>
lea    0x1a0(%rsp),%rdi
call   1030 <sum_subset@plt>
mov    %eax,%r15d
lea    0x330(%rsp),%rdi
mov    %r12d,%esi
call   1030 <sum_subset@plt>
mov    %eax,%ebx
add    %r15d,%ebx
cmp    $0xffffffff,%r14d
je     1190 <repeated_random+0x40>
mov    %ebx,%ebp
neg    %ebp
cmovs  %ebx,%ebp
cmp    %r14d,%ebp
jge    11ad <repeated_random+0x5d>
mov    $0x190,%edx
mov    (%rsp),%rdi
lea    0x10(%rsp),%rsi
call   1050 <memcpy@plt>
mov    %ebp,%r14d
jmp    11ad <repeated_random+0x5d>
lea    0xd5f(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
call   1040 <printf@plt>
mov    (%rsp),%rax
add    $0x4c8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [30 x i8] c"repeated random residue = %d\0A\00"
define i32* @repeated_random(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca [100 x i32]
%4 = alloca [100 x i32]
%5 = alloca [100 x i32]
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32*
%15 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%16 = call i64 @malloc(i32 400)
%17 = inttoptr i64 %16 to i32*
store i32* %17, i32** %14
store i32 -1, i32* %10
store i32 0, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %147, %1
%19 = load i32, i32* %12
%20 = load i32, i32* %2
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %150
22: ; preds = %18
store i32 0, i32* %13
br label %23
23: ; preds = %31, %22
%24 = load i32, i32* %13
%25 = icmp slt i32 %24, 100
br i1 %25, label %26, label %34
26: ; preds = %23
%27 = call i32 (...) @rand()
%28 = load i32, i32* %13
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %29
store i32 %27, i32* %30
br label %31
31: ; preds = %26
%32 = load i32, i32* %13
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %13
br label %23
34: ; preds = %23
store i32 0, i32* %13
br label %35
35: ; preds = %52, %34
%36 = load i32, i32* %13
%37 = icmp slt i32 %36, 100
br i1 %37, label %38, label %55
38: ; preds = %35
%39 = call i32 (...) @rand()
%40 = srem i32 %39, 2
%41 = icmp eq i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %51
42: ; preds = %38
%43 = load i32, i32* %13
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = mul nsw i32 %46, -1
%48 = load i32, i32* %13
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %49
store i32 %47, i32* %50
br label %51
51: ; preds = %42, %38
br label %52
52: ; preds = %51
%53 = load i32, i32* %13
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %13
br label %35
55: ; preds = %35
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %13
br label %56
56: ; preds = %86, %55
%57 = load i32, i32* %13
%58 = icmp slt i32 %57, 100
br i1 %58, label %59, label %89
59: ; preds = %56
%60 = load i32, i32* %13
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = icmp slt i32 %63, 0
br i1 %64, label %65, label %75
65: ; preds = %59
%66 = load i32, i32* %13
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = load i32, i32* %7
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %5, i64 0, i64 %71
store i32 %69, i32* %72
%73 = load i32, i32* %7
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %7
br label %85
75: ; preds = %59
%76 = load i32, i32* %13
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %77
%79 = load i32, i32* %78
%80 = load i32, i32* %6
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 %81
store i32 %79, i32* %82
%83 = load i32, i32* %6
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %6
br label %85
85: ; preds = %75, %65
br label %86
86: ; preds = %85
%87 = load i32, i32* %13
%88 = add nsw i32 %87, 1
store i32 %88, i32* %13
br label %56
89: ; preds = %56
%90 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%91 = load i32, i32* %7
%92 = call i32 @sum_subset(i32* %90, i32 %91)
store i32 %92, i32* %9
%93 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 0
%94 = load i32, i32* %6
%95 = call i32 @sum_subset(i32* %93, i32 %94)
store i32 %95, i32* %8
%96 = load i32, i32* %10
%97 = icmp eq i32 %96, -1
br i1 %97, label %98, label %119
98: ; preds = %89
%99 = load i32, i32* %9
%100 = load i32, i32* %8
%101 = add nsw i32 %99, %100
%102 = call i32 @abs(i32 %101)
store i32 %102, i32* %10
store i32 0, i32* %15
br label %103
103: ; preds = %115, %98
%104 = load i32, i32* %15
%105 = icmp slt i32 %104, 100
br i1 %105, label %106, label %118
106: ; preds = %103
%107 = load i32, i32* %15
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %108
%110 = load i32, i32* %109
%111 = load i32*, i32** %14
%112 = load i32, i32* %15
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %111, i64 %113
store i32 %110, i32* %114
br label %115
115: ; preds = %106
%116 = load i32, i32* %15
%117 = add nsw i32 %116, 1
store i32 %117, i32* %15
br label %103
118: ; preds = %103
br label %146
119: ; preds = %89
%120 = load i32, i32* %9
%121 = load i32, i32* %8
%122 = add nsw i32 %120, %121
%123 = call i32 @abs(i32 %122)
store i32 %123, i32* %11
%124 = load i32, i32* %11
%125 = load i32, i32* %10
%126 = icmp slt i32 %124, %125
br i1 %126, label %127, label %145
127: ; preds = %119
%128 = load i32, i32* %11
store i32 %128, i32* %10
store i32 0, i32* %15
br label %129
129: ; preds = %141, %127
%130 = load i32, i32* %15
%131 = icmp slt i32 %130, 100
br i1 %131, label %132, label %144
132: ; preds = %129
%133 = load i32, i32* %15
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %3, i64 0, i64 %134
%136 = load i32, i32* %135
%137 = load i32*, i32** %14
%138 = load i32, i32* %15
%139 = sext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds i32, i32* %137, i64 %139
store i32 %136, i32* %140
br label %141
141: ; preds = %132
%142 = load i32, i32* %15
%143 = add nsw i32 %142, 1
store i32 %143, i32* %15
br label %129
144: ; preds = %129
br label %145
145: ; preds = %144, %119
br label %146
146: ; preds = %145, %118
br label %147
147: ; preds = %146
%148 = load i32, i32* %12
%149 = add nsw i32 %148, 1
store i32 %149, i32* %12
br label %18
150: ; preds = %18
%151 = load i32, i32* %10
%152 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([30 x i8], [30 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %151)
%153 = load i32*, i32** %14
ret i32* %153
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [30 x i8] c"repeated random residue = %d\0A\00"
define i32* @repeated_random(i32 %0) {
%2 = alloca [100 x i32]
%3 = bitcast [100 x i32]* %2 to i8*
%4 = alloca [100 x i32]
%5 = alloca [100 x i32]
%6 = bitcast [100 x i32]* %4 to i8*
%7 = bitcast [100 x i32]* %5 to i8*
%8 = tail call i64 @malloc(i32 400)
%9 = inttoptr i64 %8 to i8*
%10 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %10, label %11, label %70
11: ; preds = %1
%12 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%13 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 0
br label %14
14: ; preds = %11, %66
%15 = phi i32 [ 0, %11 ], [ %68, %66 ]
%16 = phi i32 [ -1, %11 ], [ %67, %66 ]
br label %17
17: ; preds = %14, %17
%18 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %21, %17 ]
%19 = call i32 (...) @rand()
%20 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %18
store i32 %19, i32* %20
%21 = add nuw nsw i64 %18, 1
%22 = icmp eq i64 %21, 100
br i1 %22, label %23, label %17
23: ; preds = %17, %32
%24 = phi i64 [ %33, %32 ], [ 0, %17 ]
%25 = call i32 (...) @rand()
%26 = and i32 %25, 1
%27 = icmp eq i32 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %32
28: ; preds = %23
%29 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %24
%30 = load i32, i32* %29
%31 = sub nsw i32 0, %30
store i32 %31, i32* %29
br label %32
32: ; preds = %23, %28
%33 = add nuw nsw i64 %24, 1
%34 = icmp eq i64 %33, 100
br i1 %34, label %35, label %23
35: ; preds = %32, %50
%36 = phi i64 [ %53, %50 ], [ 0, %32 ]
%37 = phi i32 [ %52, %50 ], [ 0, %32 ]
%38 = phi i32 [ %51, %50 ], [ 0, %32 ]
%39 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %2, i64 0, i64 %36
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp slt i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %46
42: ; preds = %35
%43 = sext i32 %38 to i64
%44 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %5, i64 0, i64 %43
store i32 %40, i32* %44
%45 = add nsw i32 %38, 1
br label %50
46: ; preds = %35
%47 = sext i32 %37 to i64
%48 = getelementptr inbounds [100 x i32], [100 x i32]* %4, i64 0, i64 %47
store i32 %40, i32* %48
%49 = add nsw i32 %37, 1
br label %50
50: ; preds = %42, %46
%51 = phi i32 [ %45, %42 ], [ %38, %46 ]
%52 = phi i32 [ %37, %42 ], [ %49, %46 ]
%53 = add nuw nsw i64 %36, 1
%54 = icmp eq i64 %53, 100
br i1 %54, label %55, label %35
55: ; preds = %50
%56 = call i32 @sum_subset(i32* %12, i32 %51)
%57 = call i32 @sum_subset(i32* %13, i32 %52)
%58 = icmp eq i32 %16, -1
%59 = add nsw i32 %57, %56
br i1 %58, label %60, label %62
60: ; preds = %55
%61 = call i32 @llvm.abs.i32(i32 %59, i1 true)
br label %66
62: ; preds = %55
%63 = call i32 @llvm.abs.i32(i32 %59, i1 true)
%64 = icmp slt i32 %63, %16
br i1 %64, label %65, label %66
65: ; preds = %62
br label %66
66: ; preds = %65, %60, %62
%67 = phi i32 [ %16, %62 ], [ %61, %60 ], [ %63, %65 ]
%68 = add nuw nsw i32 %15, 1
%69 = icmp eq i32 %68, %0
br i1 %69, label %70, label %14
70: ; preds = %66, %1
%71 = phi i32 [ -1, %1 ], [ %67, %66 ]
%72 = inttoptr i64 %8 to i32*
%73 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([30 x i8], [30 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %71)
ret i32* %72
}