#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__ score_for_char(unsigned char const);
void calculate_key(const unsigned char *data, size_t data_len,
                   unsigned char *key, size_t key_len) {
  int i = 0;
  for (i = 0; i < key_len; ++i) {
    unsigned char best_byte = 0;
    int best_score = 0;
    int byte = 0;
    for (byte = 0; byte <= 255; ++byte) {
      int j = 0;
      int score = 0;
      for (j = i; j < data_len; j += key_len) {
        score += score_for_char(data[j] ^ (unsigned char)byte);
      }
      if (score > best_score) {
        best_score = score;
        best_byte = byte;
      }
    }
    key[i] = best_byte;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calculate_key>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movslq -0x24(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jae    120f <calculate_key+0xff>
movb   $0x0,-0x25(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
cmpl   $0xff,-0x30(%rbp)
jg     11f3 <calculate_key+0xe3>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movslq -0x34(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    11c8 <calculate_key+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
movzbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    -0x30(%rbp),%ecx
movzbl %cl,%ecx
xor    %ecx,%eax
movzbl %al,%edi
call   1030 <score_for_char@plt>
mov    %rax,%rcx
movslq -0x38(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rcx
movslq -0x34(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    117e <calculate_key+0x6e>
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jle    11e0 <calculate_key+0xd0>
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %al,-0x25(%rbp)
jmp    11e5 <calculate_key+0xd5>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    115d <calculate_key+0x4d>
mov    -0x25(%rbp),%dl
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1136 <calculate_key+0x26>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calculate_key>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %rdx,0x10(%rsp)
test   %rcx,%rcx
je     11d0 <calculate_key+0xc0>
mov    %rcx,%r15
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r12
xor    %eax,%eax
mov    %rax,(%rsp)
jmp    1159 <calculate_key+0x49>
nopl   (%rax)
mov    0x10(%rsp),%rax
mov    (%rsp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,(%rsp)
cmp    %r15,%rcx
je     11d0 <calculate_key+0xc0>
xor    %ebp,%ebp
xor    %ecx,%ecx
xor    %edx,%edx
jmp    1194 <calculate_key+0x84>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x8(%rsp),%ecx
cmp    %ecx,%r13d
movzbl %bpl,%eax
mov    0xc(%rsp),%edx
movzbl %dl,%edx
cmovg  %eax,%edx
cmovg  %r13d,%ecx
add    $0x1,%ebp
cmp    $0x100,%ebp
je     1140 <calculate_key+0x30>
mov    %ecx,0x8(%rsp)
mov    %edx,0xc(%rsp)
xor    %r13d,%r13d
cmp    %rbx,(%rsp)
jae    1170 <calculate_key+0x60>
xor    %r13d,%r13d
mov    (%rsp),%r14
nopl   0x0(%rax)
movzbl (%r12,%r14,1),%eax
xor    %bpl,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <score_for_char@plt>
add    %eax,%r13d
add    %r15d,%r14d
movslq %r14d,%r14
cmp    %rbx,%r14
jb     11b0 <calculate_key+0xa0>
jmp    1170 <calculate_key+0x60>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @calculate_key(i8* %0, i64 %1, i8* %2, i64 %3) {
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32
%10 = alloca i8
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i8* %0, i8** %5
store i64 %1, i64* %6
store i8* %2, i8** %7
store i64 %3, i64* %8
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %9
br label %15
15: ; preds = %72, %4
%16 = load i32, i32* %9
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = load i64, i64* %8
%19 = icmp ult i64 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %75
20: ; preds = %15
store i8 0, i8* %10
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %12
store i32 0, i32* %12
br label %21
21: ; preds = %63, %20
%22 = load i32, i32* %12
%23 = icmp sle i32 %22, 255
br i1 %23, label %24, label %66
24: ; preds = %21
store i32 0, i32* %13
store i32 0, i32* %14
%25 = load i32, i32* %9
store i32 %25, i32* %13
br label %26
26: ; preds = %48, %24
%27 = load i32, i32* %13
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = load i64, i64* %6
%30 = icmp ult i64 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %54
31: ; preds = %26
%32 = load i8*, i8** %5
%33 = load i32, i32* %13
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %34
%36 = load i8, i8* %35
%37 = zext i8 %36 to i32
%38 = load i32, i32* %12
%39 = trunc i32 %38 to i8
%40 = zext i8 %39 to i32
%41 = xor i32 %37, %40
%42 = trunc i32 %41 to i8
%43 = call i64 @score_for_char(i8 zeroext %42)
%44 = load i32, i32* %14
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = add nsw i64 %45, %43
%47 = trunc i64 %46 to i32
store i32 %47, i32* %14
br label %48
48: ; preds = %31
%49 = load i64, i64* %8
%50 = load i32, i32* %13
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = add i64 %51, %49
%53 = trunc i64 %52 to i32
store i32 %53, i32* %13
br label %26
54: ; preds = %26
%55 = load i32, i32* %14
%56 = load i32, i32* %11
%57 = icmp sgt i32 %55, %56
br i1 %57, label %58, label %62
58: ; preds = %54
%59 = load i32, i32* %14
store i32 %59, i32* %11
%60 = load i32, i32* %12
%61 = trunc i32 %60 to i8
store i8 %61, i8* %10
br label %62
62: ; preds = %58, %54
br label %63
63: ; preds = %62
%64 = load i32, i32* %12
%65 = add nsw i32 %64, 1
store i32 %65, i32* %12
br label %21
66: ; preds = %21
%67 = load i8, i8* %10
%68 = load i8*, i8** %7
%69 = load i32, i32* %9
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i8, i8* %68, i64 %70
store i8 %67, i8* %71
br label %72
72: ; preds = %66
%73 = load i32, i32* %9
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %9
br label %15
75: ; preds = %15
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @calculate_key(i8* nocapture %0, i64 %1, i8* nocapture writeonly %2, i64 %3) {
%5 = icmp eq i64 %3, 0
br i1 %5, label %38, label %6
6: ; preds = %4, %34
%7 = phi i64 [ %36, %34 ], [ 0, %4 ]
%8 = icmp ult i64 %7, %1
br label %9
9: ; preds = %6, %27
%10 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %32, %27 ]
%11 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %31, %27 ]
%12 = phi i8 [ 0, %6 ], [ %30, %27 ]
%13 = trunc i32 %10 to i8
br i1 %8, label %14, label %27
14: ; preds = %9, %14
%15 = phi i64 [ %25, %14 ], [ %7, %9 ]
%16 = phi i32 [ %22, %14 ], [ 0, %9 ]
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %15
%18 = load i8, i8* %17
%19 = xor i8 %18, %13
%20 = tail call i64 @score_for_char(i8 zeroext %19)
%21 = trunc i64 %20 to i32
%22 = add i32 %16, %21
%23 = add i64 %15, %3
%24 = shl i64 %23, 32
%25 = ashr exact i64 %24, 32
%26 = icmp ult i64 %25, %1
br i1 %26, label %14, label %27
27: ; preds = %14, %9
%28 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %22, %14 ]
%29 = icmp sgt i32 %28, %11
%30 = select i1 %29, i8 %13, i8 %12
%31 = select i1 %29, i32 %28, i32 %11
%32 = add nuw nsw i32 %10, 1
%33 = icmp eq i32 %32, 256
br i1 %33, label %34, label %9
34: ; preds = %27
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %2, i64 %7
store i8 %30, i8* %35
%36 = add nuw i64 %7, 1
%37 = icmp eq i64 %36, %3
br i1 %37, label %38, label %6
38: ; preds = %34, %4
ret void
}