#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*/ assert(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ fprintf(int /*<<< orphan*/, char *, int);
int /*<<< orphan*/ free(long *);
int getpid();
scalar_t__ malloc(size_t);
int /*<<< orphan*/ my_yield();
int /*<<< orphan*/ stderr;
int allocate_free(int repeat, int scheme) {
  int loop;
  const int MAXPTRS = 50;
  ;
  for (loop = 0; loop < repeat; loop++) {
    size_t oldsize = 5;
    size_t size = sizeof(long);
    long *ptrs[MAXPTRS];
    int num_alloc;
    int i;
    ;
    for (num_alloc = 0; num_alloc < MAXPTRS; num_alloc++) {
      size_t newsize = 0;

      ;
      ptrs[num_alloc] = (long *)malloc(size);
      if (ptrs[num_alloc] == NULL) {
        break;
      }
      ptrs[num_alloc][0] = num_alloc;
      switch (scheme) {
      case 0:
        newsize = size + oldsize;
        oldsize = size;
        break;
      case 1:
        newsize = size * 2;
        break;
      case 2:
        newsize = size * 3;
        break;
      case 3:
        newsize = size * 5;
        break;
      default:
        assert(0);
      }
      if (newsize < size)
        break;
      size = newsize;
      my_yield();
    }
    for (i = 0; i < num_alloc; i++) {
      ;
      if (ptrs[i][0] != i) {
        fprintf(stderr, "pid[%d]: fail: bad sentinel value\n", getpid());
        return 1;
      }
      free(ptrs[i]);
      my_yield();
    }
    my_yield();
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<allocate_free>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x32,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    136e <allocate_free+0x20e>
movq   $0x5,-0x20(%rbp)
movq   $0x8,-0x28(%rbp)
mov    %rsp,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    %rsp,%rax
add    $0xfffffffffffffe70,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    %rax,%rsp
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x32,-0x34(%rbp)
jge    12a5 <allocate_free+0x145>
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1080 <malloc@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
movslq -0x34(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
jne    11f4 <allocate_free+0x94>
jmp    12a5 <allocate_free+0x145>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
sub    $0x3,%rax
ja     126e <allocate_free+0x10e>
mov    -0x58(%rbp),%rax
lea    0xde1(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
imul   $0x3,-0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
imul   $0x5,-0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
xor    %edi,%edi
call   1050 <assert@plt>
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    1288 <allocate_free+0x128>
jmp    12a5 <allocate_free+0x145>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1070 <my_yield@plt>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11b6 <allocate_free+0x56>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    1331 <allocate_free+0x1d1>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     130b <allocate_free+0x1ab>
mov    0x2d05(%rip),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1040 <getpid@plt>
mov    -0x5c(%rbp),%edi
mov    %eax,%edx
lea    0xd1d(%rip),%rsi
call   1060 <fprintf@plt>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x44(%rbp)
jmp    133f <allocate_free+0x1df>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    $0x0,%al
call   1070 <my_yield@plt>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    12ac <allocate_free+0x14c>
mov    $0x0,%al
call   1070 <my_yield@plt>
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x44(%rbp),%eax
test   %eax,%eax
je     135b <allocate_free+0x1fb>
jmp    1356 <allocate_free+0x1f6>
jmp    1375 <allocate_free+0x215>
jmp    1360 <allocate_free+0x200>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    117c <allocate_free+0x1c>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<allocate_free>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edi,-0x30(%rbp)
test   %edi,%edi
jle    12ba <allocate_free+0x15a>
mov    %esi,%r15d
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    %rsp,-0x38(%rbp)
mov    %rsp,%r12
add    $0xfffffffffffffe70,%r12
mov    %r12,%rsp
mov    $0x5,%eax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    $0x8,%ebx
xor    %r14d,%r14d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbx,%rdi
call   1080 <malloc@plt>
mov    %rax,(%r12,%r14,8)
test   %rax,%rax
je     1240 <allocate_free+0xe0>
mov    %r14,(%rax)
cmp    $0x3,%r15d
ja     11ef <allocate_free+0x8f>
mov    %r15d,%eax
lea    0xe2c(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x40(%rbp),%r13
add    %rbx,%r13
mov    %rbx,-0x40(%rbp)
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
xor    %edi,%edi
call   1050 <assert@plt>
xor    %r13d,%r13d
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
lea    (%rbx,%rbx,1),%r13
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
lea    (%rbx,%rbx,2),%r13
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
lea    (%rbx,%rbx,4),%r13
cmp    %rbx,%r13
jb     1240 <allocate_free+0xe0>
nop
xor    %eax,%eax
call   1070 <my_yield@plt>
add    $0x1,%r14
mov    %r13,%rbx
cmp    $0x32,%r14
jne    11b0 <allocate_free+0x50>
mov    $0x32,%r14d
jmp    1245 <allocate_free+0xe5>
test   %r14d,%r14d
je     126e <allocate_free+0x10e>
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%rbx,8),%rdi
cmp    (%rdi),%rbx
jne    128f <allocate_free+0x12f>
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
call   1070 <my_yield@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r14
jne    1250 <allocate_free+0xf0>
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1070 <my_yield@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rsp
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jne    1186 <allocate_free+0x26>
jmp    12bc <allocate_free+0x15c>
mov    0x2d4a(%rip),%rax
mov    (%rax),%ebx
xor    %eax,%eax
call   1040 <getpid@plt>
lea    0xd6a(%rip),%rsi
mov    %ebx,%edi
mov    %eax,%edx
call   1060 <fprintf@plt>
mov    $0x1,%ebx
mov    -0x38(%rbp),%rsp
jmp    12bc <allocate_free+0x15c>
xor    %ebx,%ebx
mov    %ebx,%eax
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@stderr = global i32 0
@.str = [35 x i8] c"pid[%d]: fail: bad sentinel value\0A\00"
define i32 @allocate_free(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i64
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 50, i32* %7
store i32 0, i32* %6
br label %15
15: ; preds = %109, %2
%16 = load i32, i32* %6
%17 = load i32, i32* %4
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %112
19: ; preds = %15
store i64 5, i64* %8
store i64 8, i64* %9
%20 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %20, i8** %10
%21 = alloca i64*, i64 50
store i32 0, i32* %11
br label %22
22: ; preds = %71, %19
%23 = load i32, i32* %11
%24 = icmp slt i32 %23, 50
br i1 %24, label %25, label %74
25: ; preds = %22
store i64 0, i64* %13
%26 = load i64, i64* %9
%27 = call i64 @malloc(i64 %26)
%28 = inttoptr i64 %27 to i64*
%29 = load i32, i32* %11
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %30
store i64* %28, i64** %31
%32 = load i32, i32* %11
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %33
%35 = load i64*, i64** %34
%36 = icmp eq i64* %35, null
br i1 %36, label %37, label %38
37: ; preds = %25
br label %74
38: ; preds = %25
%39 = load i32, i32* %11
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = load i32, i32* %11
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %42
%44 = load i64*, i64** %43
%45 = getelementptr inbounds i64, i64* %44, i64 0
store i64 %40, i64* %45
%46 = load i32, i32* %5
switch i32 %46, label %61 [
i32 0, label %47
i32 1, label %52
i32 2, label %55
i32 3, label %58
]
47: ; preds = %38
%48 = load i64, i64* %9
%49 = load i64, i64* %8
%50 = add i64 %48, %49
store i64 %50, i64* %13
%51 = load i64, i64* %9
store i64 %51, i64* %8
br label %63
52: ; preds = %38
%53 = load i64, i64* %9
%54 = mul i64 %53, 2
store i64 %54, i64* %13
br label %63
55: ; preds = %38
%56 = load i64, i64* %9
%57 = mul i64 %56, 3
store i64 %57, i64* %13
br label %63
58: ; preds = %38
%59 = load i64, i64* %9
%60 = mul i64 %59, 5
store i64 %60, i64* %13
br label %63
61: ; preds = %38
%62 = call i32 @assert(i32 0)
br label %63
63: ; preds = %61, %58, %55, %52, %47
%64 = load i64, i64* %13
%65 = load i64, i64* %9
%66 = icmp ult i64 %64, %65
br i1 %66, label %67, label %68
67: ; preds = %63
br label %74
68: ; preds = %63
%69 = load i64, i64* %13
store i64 %69, i64* %9
%70 = call i32 (...) @my_yield()
br label %71
71: ; preds = %68
%72 = load i32, i32* %11
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %11
br label %22
74: ; preds = %67, %37, %22
store i32 0, i32* %12
br label %75
75: ; preds = %100, %74
%76 = load i32, i32* %12
%77 = load i32, i32* %11
%78 = icmp slt i32 %76, %77
br i1 %78, label %79, label %103
79: ; preds = %75
%80 = load i32, i32* %12
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %81
%83 = load i64*, i64** %82
%84 = getelementptr inbounds i64, i64* %83, i64 0
%85 = load i64, i64* %84
%86 = load i32, i32* %12
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = icmp ne i64 %85, %87
br i1 %88, label %89, label %93
89: ; preds = %79
%90 = load i32, i32* @stderr
%91 = call i32 (...) @getpid()
%92 = call i32 @fprintf(i32 %90, i8* getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %91)
store i32 1, i32* %3
store i32 1, i32* %14
br label %105
93: ; preds = %79
%94 = load i32, i32* %12
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %95
%97 = load i64*, i64** %96
%98 = call i32 @free(i64* %97)
%99 = call i32 (...) @my_yield()
br label %100
100: ; preds = %93
%101 = load i32, i32* %12
%102 = add nsw i32 %101, 1
store i32 %102, i32* %12
br label %75
103: ; preds = %75
%104 = call i32 (...) @my_yield()
store i32 0, i32* %14
br label %105
105: ; preds = %103, %89
%106 = load i8*, i8** %10
%107 = load i32, i32* %14
switch i32 %107, label %115 [
i32 0, label %108
i32 1, label %113
]
108: ; preds = %105
br label %109
109: ; preds = %108
%110 = load i32, i32* %6
%111 = add nsw i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %6
br label %15
112: ; preds = %15
store i32 0, i32* %3
br label %113
113: ; preds = %112, %105
%114 = load i32, i32* %3
ret i32 %114
115: ; preds = %105
unreachable
}

LLVM IR (-O2):
@stderr = global i32 0
@.str = [35 x i8] c"pid[%d]: fail: bad sentinel value\0A\00"
define i32 @allocate_free(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %60
4: ; preds = %2, %56
%5 = phi i32 [ %58, %56 ], [ 0, %2 ]
%6 = tail call i8* @llvm.stacksave()
%7 = alloca [50 x i64*]
br label %8
8: ; preds = %4, %31
%9 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %33, %31 ]
%10 = phi i64 [ 8, %4 ], [ %29, %31 ]
%11 = phi i64 [ 5, %4 ], [ %28, %31 ]
%12 = tail call i64 @malloc(i64 %10)
%13 = inttoptr i64 %12 to i64*
%14 = getelementptr inbounds [50 x i64*], [50 x i64*]* %7, i64 0, i64 %9
store i64* %13, i64** %14
%15 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %15, label %35, label %16
16: ; preds = %8
store i64 %9, i64* %13
switch i32 %1, label %25 [
i32 0, label %17
i32 1, label %19
i32 2, label %21
i32 3, label %23
]
17: ; preds = %16
%18 = add i64 %10, %11
br label %27
19: ; preds = %16
%20 = shl i64 %10, 1
br label %27
21: ; preds = %16
%22 = mul i64 %10, 3
br label %27
23: ; preds = %16
%24 = mul i64 %10, 5
br label %27
25: ; preds = %16
%26 = tail call i32 @assert(i32 0)
br label %27
27: ; preds = %25, %23, %21, %19, %17
%28 = phi i64 [ %11, %25 ], [ %11, %23 ], [ %11, %21 ], [ %11, %19 ], [ %10, %17 ]
%29 = phi i64 [ 0, %25 ], [ %24, %23 ], [ %22, %21 ], [ %20, %19 ], [ %18, %17 ]
%30 = icmp ult i64 %29, %10
br i1 %30, label %35, label %31
31: ; preds = %27
%32 = tail call i32 (...) @my_yield()
%33 = add nuw nsw i64 %9, 1
%34 = icmp eq i64 %33, 50
br i1 %34, label %38, label %8
35: ; preds = %27, %8
%36 = trunc i64 %9 to i32
%37 = icmp eq i32 %36, 0
br i1 %37, label %56, label %38
38: ; preds = %31, %35
%39 = phi i64 [ %9, %35 ], [ 50, %31 ]
%40 = and i64 %39, 4294967295
br label %41
41: ; preds = %38, %51
%42 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %54, %51 ]
%43 = getelementptr inbounds [50 x i64*], [50 x i64*]* %7, i64 0, i64 %42
%44 = load i64*, i64** %43
%45 = load i64, i64* %44
%46 = icmp eq i64 %45, %42
br i1 %46, label %51, label %47
47: ; preds = %41
%48 = load i32, i32* @stderr
%49 = tail call i32 (...) @getpid()
%50 = tail call i32 @fprintf(i32 %48, i8* getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %49)
tail call void @llvm.stackrestore(i8* %6)
br label %60
51: ; preds = %41
%52 = tail call i32 @free(i64* %44)
%53 = tail call i32 (...) @my_yield()
%54 = add nuw nsw i64 %42, 1
%55 = icmp eq i64 %54, %40
br i1 %55, label %56, label %41
56: ; preds = %51, %35
%57 = tail call i32 (...) @my_yield()
tail call void @llvm.stackrestore(i8* %6)
%58 = add nuw nsw i32 %5, 1
%59 = icmp eq i32 %58, %0
br i1 %59, label %60, label %4
60: ; preds = %56, %2, %47
%61 = phi i32 [ 1, %47 ], [ 0, %2 ], [ 0, %56 ]
ret i32 %61
}