#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 *);
int strlen(char *);
char *strncpy(char *, char *, int);
char *strstr(char *, char *);
char *fh_str_replace(char *orig, char *repl, char *new, int limit) {
  char *result, *ins, *tmp;
  int count, dist;
  bool has_limit = limit > 0;
  if (!(orig && repl && strlen(repl) && new))
    return orig;
  if (!(ins = strstr(orig, repl)))
    return orig;
  int len_new = strlen(new), len_repl = strlen(repl);
  for (count = 0; (tmp = strstr(ins, repl)) && (!has_limit || limit);
       count++, limit--)
    ins = tmp + len_repl;
  tmp = result = malloc(strlen(orig) + (len_new - len_repl) * count + 1);
  if (!result)
    return orig;
  while (count--) {
    ins = strstr(orig, repl);
    dist = ins - orig;
    tmp = strncpy(tmp, orig, dist) + dist;
    tmp = strcpy(tmp, new) + len_new;
    orig += dist + len_repl;
  }
  strcpy(tmp, orig);
  return result;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fh_str_replace>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
setg   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
je     11a9 <fh_str_replace+0x59>
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
je     11a9 <fh_str_replace+0x59>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
cmp    $0x0,%eax
je     11a9 <fh_str_replace+0x59>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    11b6 <fh_str_replace+0x66>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    134d <fh_str_replace+0x1fd>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1070 <strstr@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmp    $0x0,%rax
jne    11de <fh_str_replace+0x8e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    134d <fh_str_replace+0x1fd>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x50(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x54(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1070 <strstr@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    %rcx,-0x40(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmp    $0x0,%rcx
mov    %al,-0x55(%rbp)
je     123f <fh_str_replace+0xef>
mov    $0x1,%al
cmpl   $0x0,-0x4c(%rbp)
mov    %al,-0x56(%rbp)
je     1239 <fh_str_replace+0xe9>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
setne  %al
mov    %al,-0x56(%rbp)
mov    -0x56(%rbp),%al
mov    %al,-0x55(%rbp)
mov    -0x55(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    124f <fh_str_replace+0xff>
jmp    1275 <fh_str_replace+0x125>
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x54(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11fd <fh_str_replace+0xad>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,%edi
mov    -0x50(%rbp),%eax
sub    -0x54(%rbp),%eax
imul   -0x44(%rbp),%eax
add    %eax,%edi
add    $0x1,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    %rax,-0x40(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x30(%rbp)
jne    12b4 <fh_str_replace+0x164>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    134d <fh_str_replace+0x1fd>
jmp    12b9 <fh_str_replace+0x169>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x44(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1338 <fh_str_replace+0x1e8>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
call   1070 <strstr@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x48(%rbp),%edx
call   1030 <strncpy@plt>
movslq -0x48(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
movslq -0x50(%rbp),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%ecx
add    -0x54(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq %ecx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    12b9 <fh_str_replace+0x169>
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fh_str_replace>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
mov    %rdi,%r13
test   %rdi,%rdi
je     129c <fh_str_replace+0x14c>
mov    %rsi,%r15
test   %rsi,%rsi
je     129c <fh_str_replace+0x14c>
mov    %ecx,%ebp
mov    %rdx,%rbx
mov    %r15,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
test   %rbx,%rbx
je     129c <fh_str_replace+0x14c>
test   %eax,%eax
je     129c <fh_str_replace+0x14c>
mov    %r13,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1070 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
je     129c <fh_str_replace+0x14c>
mov    %rax,%r14
mov    %rbx,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,0x10(%rsp)
mov    %r15,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    %eax,%r12d
mov    %r14,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1070 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
mov    %r12d,0xc(%rsp)
je     1202 <fh_str_replace+0xb2>
movslq %r12d,%r12
xor    %r14d,%r14d
jmp    11f7 <fh_str_replace+0xa7>
nop
add    %r12,%rax
add    $0x1,%r14d
mov    %rax,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1070 <strstr@plt>
test   %rax,%rax
je     1205 <fh_str_replace+0xb5>
test   %ebp,%ebp
jle    11e0 <fh_str_replace+0x90>
cmp    %r14d,%ebp
jne    11e0 <fh_str_replace+0x90>
jmp    1205 <fh_str_replace+0xb5>
xor    %r14d,%r14d
mov    %r13,%rdi
call   1050 <strlen@plt>
mov    0x10(%rsp),%ebp
mov    %ebp,%ecx
sub    0xc(%rsp),%ecx
imul   %r14d,%ecx
lea    (%rcx,%rax,1),%edi
add    $0x1,%edi
call   1060 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     129c <fh_str_replace+0x14c>
test   %r14d,%r14d
mov    %rax,0x18(%rsp)
je     12ae <fh_str_replace+0x15e>
movslq %ebp,%rcx
mov    %rcx,0x10(%rsp)
mov    %rax,%rbp
mov    %rbx,0x20(%rsp)
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    %r13,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1070 <strstr@plt>
mov    %rax,%r12
sub    %r13,%r12
mov    %rbp,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r12d,%edx
call   1030 <strncpy@plt>
mov    %rax,%rbp
movslq %r12d,%rbx
add    %rbx,%rbp
mov    %rbp,%rdi
mov    0x20(%rsp),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
add    0x10(%rsp),%rbp
add    0xc(%rsp),%ebx
movslq %ebx,%rax
add    %rax,%r13
add    $0xffffffff,%r14d
jne    1250 <fh_str_replace+0x100>
jmp    12b1 <fh_str_replace+0x161>
mov    %r13,%rax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %rax,%rbp
mov    %rbp,%rdi
mov    %r13,%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
mov    0x18(%rsp),%rax
jmp    129f <fh_str_replace+0x14f>

LLVM IR (-O0):
define i8* @fh_str_replace(i8* %0, i8* %1, i8* %2, i32 %3) {
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i8*
%12 = alloca i8*
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
store i8* %0, i8** %6
store i8* %1, i8** %7
store i8* %2, i8** %8
store i32 %3, i32* %9
%18 = load i32, i32* %9
%19 = icmp sgt i32 %18, 0
%20 = zext i1 %19 to i32
store i32 %20, i32* %15
%21 = load i8*, i8** %6
%22 = icmp ne i8* %21, null
br i1 %22, label %23, label %33
23: ; preds = %4
%24 = load i8*, i8** %7
%25 = icmp ne i8* %24, null
br i1 %25, label %26, label %33
26: ; preds = %23
%27 = load i8*, i8** %7
%28 = call i32 @strlen(i8* %27)
%29 = icmp ne i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %33
30: ; preds = %26
%31 = load i8*, i8** %8
%32 = icmp ne i8* %31, null
br i1 %32, label %35, label %33
33: ; preds = %30, %26, %23, %4
%34 = load i8*, i8** %6
store i8* %34, i8** %5
br label %126
35: ; preds = %30
%36 = load i8*, i8** %6
%37 = load i8*, i8** %7
%38 = call i8* @strstr(i8* %36, i8* %37)
store i8* %38, i8** %11
%39 = icmp ne i8* %38, null
br i1 %39, label %42, label %40
40: ; preds = %35
%41 = load i8*, i8** %6
store i8* %41, i8** %5
br label %126
42: ; preds = %35
%43 = load i8*, i8** %8
%44 = call i32 @strlen(i8* %43)
store i32 %44, i32* %16
%45 = load i8*, i8** %7
%46 = call i32 @strlen(i8* %45)
store i32 %46, i32* %17
store i32 0, i32* %13
br label %47
47: ; preds = %67, %42
%48 = load i8*, i8** %11
%49 = load i8*, i8** %7
%50 = call i8* @strstr(i8* %48, i8* %49)
store i8* %50, i8** %12
%51 = icmp ne i8* %50, null
br i1 %51, label %52, label %60
52: ; preds = %47
%53 = load i32, i32* %15
%54 = icmp ne i32 %53, 0
br i1 %54, label %55, label %58
55: ; preds = %52
%56 = load i32, i32* %9
%57 = icmp ne i32 %56, 0
br label %58
58: ; preds = %55, %52
%59 = phi i1 [ true, %52 ], [ %57, %55 ]
br label %60
60: ; preds = %58, %47
%61 = phi i1 [ false, %47 ], [ %59, %58 ]
br i1 %61, label %62, label %72
62: ; preds = %60
%63 = load i8*, i8** %12
%64 = load i32, i32* %17
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i8, i8* %63, i64 %65
store i8* %66, i8** %11
br label %67
67: ; preds = %62
%68 = load i32, i32* %13
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %13
%70 = load i32, i32* %9
%71 = add nsw i32 %70, -1
store i32 %71, i32* %9
br label %47
72: ; preds = %60
%73 = load i8*, i8** %6
%74 = call i32 @strlen(i8* %73)
%75 = load i32, i32* %16
%76 = load i32, i32* %17
%77 = sub nsw i32 %75, %76
%78 = load i32, i32* %13
%79 = mul nsw i32 %77, %78
%80 = add nsw i32 %74, %79
%81 = add nsw i32 %80, 1
%82 = call i8* @malloc(i32 %81)
store i8* %82, i8** %10
store i8* %82, i8** %12
%83 = load i8*, i8** %10
%84 = icmp ne i8* %83, null
br i1 %84, label %87, label %85
85: ; preds = %72
%86 = load i8*, i8** %6
store i8* %86, i8** %5
br label %126
87: ; preds = %72
br label %88
88: ; preds = %92, %87
%89 = load i32, i32* %13
%90 = add nsw i32 %89, -1
store i32 %90, i32* %13
%91 = icmp ne i32 %89, 0
br i1 %91, label %92, label %121
92: ; preds = %88
%93 = load i8*, i8** %6
%94 = load i8*, i8** %7
%95 = call i8* @strstr(i8* %93, i8* %94)
store i8* %95, i8** %11
%96 = load i8*, i8** %11
%97 = load i8*, i8** %6
%98 = ptrtoint i8* %96 to i64
%99 = ptrtoint i8* %97 to i64
%100 = sub i64 %98, %99
%101 = trunc i64 %100 to i32
store i32 %101, i32* %14
%102 = load i8*, i8** %12
%103 = load i8*, i8** %6
%104 = load i32, i32* %14
%105 = call i8* @strncpy(i8* %102, i8* %103, i32 %104)
%106 = load i32, i32* %14
%107 = sext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds i8, i8* %105, i64 %107
store i8* %108, i8** %12
%109 = load i8*, i8** %12
%110 = load i8*, i8** %8
%111 = call i8* @strcpy(i8* %109, i8* %110)
%112 = load i32, i32* %16
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i8, i8* %111, i64 %113
store i8* %114, i8** %12
%115 = load i32, i32* %14
%116 = load i32, i32* %17
%117 = add nsw i32 %115, %116
%118 = load i8*, i8** %6
%119 = sext i32 %117 to i64
%120 = getelementptr inbounds i8, i8* %118, i64 %119
store i8* %120, i8** %6
br label %88
121: ; preds = %88
%122 = load i8*, i8** %12
%123 = load i8*, i8** %6
%124 = call i8* @strcpy(i8* %122, i8* %123)
%125 = load i8*, i8** %10
store i8* %125, i8** %5
br label %126
126: ; preds = %121, %85, %40, %33
%127 = load i8*, i8** %5
ret i8* %127
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @fh_str_replace(i8* %0, i8* %1, i8* %2, i32 %3) {
%5 = icmp slt i32 %3, 1
%6 = icmp ne i8* %0, null
%7 = icmp ne i8* %1, null
%8 = and i1 %6, %7
br i1 %8, label %9, label %73
9: ; preds = %4
%10 = tail call i32 @strlen(i8* %1)
%11 = icmp ne i32 %10, 0
%12 = icmp ne i8* %2, null
%13 = and i1 %12, %11
br i1 %13, label %14, label %73
14: ; preds = %9
%15 = tail call i8* @strstr(i8* %0, i8* %1)
%16 = icmp eq i8* %15, null
br i1 %16, label %73, label %17
17: ; preds = %14
%18 = tail call i32 @strlen(i8* %2)
%19 = tail call i32 @strlen(i8* %1)
%20 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %15, i8* %1)
%21 = icmp eq i8* %20, null
br i1 %21, label %36, label %22
22: ; preds = %17
%23 = sext i32 %19 to i64
br label %24
24: ; preds = %22, %30
%25 = phi i8* [ %20, %22 ], [ %34, %30 ]
%26 = phi i32 [ %3, %22 ], [ %33, %30 ]
%27 = phi i32 [ 0, %22 ], [ %32, %30 ]
%28 = icmp ne i32 %26, 0
%29 = select i1 %5, i1 true, i1 %28
br i1 %29, label %30, label %36
30: ; preds = %24
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %25, i64 %23
%32 = add nuw nsw i32 %27, 1
%33 = add nsw i32 %26, -1
%34 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %31, i8* %1)
%35 = icmp eq i8* %34, null
br i1 %35, label %36, label %24
36: ; preds = %24, %30, %17
%37 = phi i32 [ 0, %17 ], [ %32, %30 ], [ %27, %24 ]
%38 = tail call i32 @strlen(i8* %0)
%39 = sub nsw i32 %18, %19
%40 = mul nsw i32 %37, %39
%41 = add i32 %40, 1
%42 = add i32 %41, %38
%43 = tail call i8* @malloc(i32 %42)
%44 = icmp eq i8* %43, null
br i1 %44, label %73, label %45
45: ; preds = %36
%46 = icmp eq i32 %37, 0
br i1 %46, label %69, label %47
47: ; preds = %45
%48 = sext i32 %18 to i64
br label %49
49: ; preds = %47, %49
%50 = phi i8* [ %0, %47 ], [ %67, %49 ]
%51 = phi i32 [ %37, %47 ], [ %53, %49 ]
%52 = phi i8* [ %43, %47 ], [ %64, %49 ]
%53 = add nsw i32 %51, -1
%54 = tail call i8* @strstr(i8* dereferenceable(1) %50, i8* %1)
%55 = ptrtoint i8* %54 to i64
%56 = ptrtoint i8* %50 to i64
%57 = sub i64 %55, %56
%58 = trunc i64 %57 to i32
%59 = tail call i8* @strncpy(i8* %52, i8* %50, i32 %58)
%60 = shl i64 %57, 32
%61 = ashr exact i64 %60, 32
%62 = getelementptr inbounds i8, i8* %59, i64 %61
%63 = tail call i8* @strcpy(i8* dereferenceable(1) %62, i8* %2)
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i64 %48
%65 = add nsw i32 %19, %58
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i64 %66
%68 = icmp eq i32 %53, 0
br i1 %68, label %69, label %49
69: ; preds = %49, %45
%70 = phi i8* [ %43, %45 ], [ %64, %49 ]
%71 = phi i8* [ %0, %45 ], [ %67, %49 ]
%72 = tail call i8* @strcpy(i8* dereferenceable(1) %70, i8* dereferenceable(1) %71)
br label %73
73: ; preds = %69, %36, %14, %4, %9
%74 = phi i8* [ %0, %9 ], [ %0, %4 ], [ %0, %14 ], [ %43, %69 ], [ %0, %36 ]
ret i8* %74
}