#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 /*<<< orphan*/ static_assert(int);
scalar_t__ unknown1();
scalar_t__ unknown2();
scalar_t__ unknown3();
int main(int k) {
  int z = k;
  int x = 0;
  int y = 0;
  while (unknown1()) {
    int c = 0;
    while (unknown2()) {
      if (z == k + y - c) {
        x++;
        y++;
        c++;
      } else {
        x++;
        y--;
        c++;
      }
    }
    while (unknown3()) {
      x--;
      y--;
    }
    z = k + y;
  }
  static_assert(x == y);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1030 <unknown1@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     121e <main+0xde>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1040 <unknown2@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     11e3 <main+0xa3>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x14(%rbp),%ecx
sub    -0x18(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    11c3 <main+0x83>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11de <main+0x9e>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    117e <main+0x3e>
jmp    11e8 <main+0xa8>
mov    $0x0,%al
call   1060 <unknown3@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     1210 <main+0xd0>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11e8 <main+0xa8>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1166 <main+0x26>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
sete   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1050 <static_assert@plt>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
xor    %r13d,%r13d
xor    %eax,%eax
call   1030 <unknown1@plt>
mov    $0x0,%ebx
test   %rax,%rax
je     11f3 <main+0xb3>
mov    %r14d,%r15d
neg    %r15d
xor    %ebx,%ebx
xor    %r13d,%r13d
mov    %r14d,%r12d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %eax,%eax
call   1040 <unknown2@plt>
test   %rax,%rax
je     11d7 <main+0x97>
add    %r15d,%r12d
xor    %ebp,%ebp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %r12d,%eax
sub    %ebx,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    %ebp,%eax
sete   %cl
lea    (%rbx,%rcx,2),%ebx
add    $0xffffffff,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1040 <unknown2@plt>
add    $0xffffffff,%ebp
test   %rax,%rax
jne    11a0 <main+0x60>
sub    %ebp,%r13d
jmp    11d7 <main+0x97>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xffffffff,%r13d
add    $0xffffffff,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1060 <unknown3@plt>
test   %rax,%rax
jne    11d0 <main+0x90>
lea    (%rbx,%r14,1),%r12d
xor    %eax,%eax
call   1030 <unknown1@plt>
test   %rax,%rax
jne    1180 <main+0x40>
xor    %edi,%edi
cmp    %ebx,%r13d
sete   %dil
call   1050 <static_assert@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @main(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
store i32 0, i32* %2
store i32 %0, i32* %3
%8 = load i32, i32* %3
store i32 %8, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %9
9: ; preds = %48, %1
%10 = call i64 (...) @unknown1()
%11 = icmp ne i64 %10, 0
br i1 %11, label %12, label %52
12: ; preds = %9
store i32 0, i32* %7
br label %13
13: ; preds = %38, %12
%14 = call i64 (...) @unknown2()
%15 = icmp ne i64 %14, 0
br i1 %15, label %16, label %39
16: ; preds = %13
%17 = load i32, i32* %4
%18 = load i32, i32* %3
%19 = load i32, i32* %6
%20 = add nsw i32 %18, %19
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sub nsw i32 %20, %21
%23 = icmp eq i32 %17, %22
br i1 %23, label %24, label %31
24: ; preds = %16
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %5
%27 = load i32, i32* %6
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %6
%29 = load i32, i32* %7
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %7
br label %38
31: ; preds = %16
%32 = load i32, i32* %5
%33 = add nsw i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %5
%34 = load i32, i32* %6
%35 = add nsw i32 %34, -1
store i32 %35, i32* %6
%36 = load i32, i32* %7
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %7
br label %38
38: ; preds = %31, %24
br label %13
39: ; preds = %13
br label %40
40: ; preds = %43, %39
%41 = call i64 (...) @unknown3()
%42 = icmp ne i64 %41, 0
br i1 %42, label %43, label %48
43: ; preds = %40
%44 = load i32, i32* %5
%45 = add nsw i32 %44, -1
store i32 %45, i32* %5
%46 = load i32, i32* %6
%47 = add nsw i32 %46, -1
store i32 %47, i32* %6
br label %40
48: ; preds = %40
%49 = load i32, i32* %3
%50 = load i32, i32* %6
%51 = add nsw i32 %49, %50
store i32 %51, i32* %4
br label %9
52: ; preds = %9
%53 = load i32, i32* %5
%54 = load i32, i32* %6
%55 = icmp eq i32 %53, %54
%56 = zext i1 %55 to i32
%57 = call i32 @static_assert(i32 %56)
%58 = load i32, i32* %2
ret i32 %58
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @main(i32 %0) {
%2 = tail call i64 (...) @unknown1()
%3 = icmp eq i64 %2, 0
br i1 %3, label %41, label %4
4: ; preds = %1, %35
%5 = phi i32 [ %37, %35 ], [ 0, %1 ]
%6 = phi i32 [ %36, %35 ], [ 0, %1 ]
%7 = phi i32 [ %38, %35 ], [ %0, %1 ]
%8 = tail call i64 (...) @unknown2()
%9 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %15
10: ; preds = %15, %4
%11 = phi i32 [ %6, %4 ], [ %25, %15 ]
%12 = phi i32 [ %5, %4 ], [ %23, %15 ]
%13 = tail call i64 (...) @unknown3()
%14 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %14, label %35, label %28
15: ; preds = %4, %15
%16 = phi i32 [ %24, %15 ], [ 0, %4 ]
%17 = phi i32 [ %23, %15 ], [ %5, %4 ]
%18 = phi i32 [ %25, %15 ], [ %6, %4 ]
%19 = add nsw i32 %17, %0
%20 = sub i32 %19, %16
%21 = icmp eq i32 %7, %20
%22 = select i1 %21, i32 1, i32 -1
%23 = add nsw i32 %22, %17
%24 = add nuw nsw i32 %16, 1
%25 = add nsw i32 %18, 1
%26 = tail call i64 (...) @unknown2()
%27 = icmp eq i64 %26, 0
br i1 %27, label %10, label %15
28: ; preds = %10, %28
%29 = phi i32 [ %32, %28 ], [ %12, %10 ]
%30 = phi i32 [ %31, %28 ], [ %11, %10 ]
%31 = add nsw i32 %30, -1
%32 = add nsw i32 %29, -1
%33 = tail call i64 (...) @unknown3()
%34 = icmp eq i64 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %28
35: ; preds = %28, %10
%36 = phi i32 [ %11, %10 ], [ %31, %28 ]
%37 = phi i32 [ %12, %10 ], [ %32, %28 ]
%38 = add nsw i32 %37, %0
%39 = tail call i64 (...) @unknown1()
%40 = icmp eq i64 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %4
41: ; preds = %35, %1
%42 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %36, %35 ]
%43 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %37, %35 ]
%44 = icmp eq i32 %42, %43
%45 = zext i1 %44 to i32
%46 = tail call i32 @static_assert(i32 %45)
ret i32 0
}