#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 */
typedef int uint;

/* Variables and functions */
char *malloc(int);
scalar_t__ pow(int, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, ...);
char *itos(int i) {
  printf("--- invoking itos(%d) ---\n", i);
  uint u = (i < 0 ? i * -1 : i);
  uint size = 0;
  uint j = u;
  while (j > 0) {
    j /= 10;
    size++;
  }
  if (size < 1)
    size = 1;
  printf(" - size=%d, minus= ==> malloc(%d)\n", size, (size + (i < 0 ? 2 : 1)));
  char *s = malloc(size + (i < 0 ? 2 : 1));
  char *p = s;
  if (i < 0) {
    *p = '-';
    p++;
  }
  for (int k = size - 1; k >= 0; k--) {
    *p = "0123456789"[(u / (int)pow(10, k)) % 10];
    p++;
  }
  *p = 0;
  printf("--- finished itos(%d): %s ---\n", i, s);
  return s;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<itos>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%esi
lea    0xebb(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jge    1162 <itos+0x32>
imul   $0xffffffff,-0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1168 <itos+0x38>
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    11a1 <itos+0x71>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    117b <itos+0x4b>
cmpl   $0x1,-0xc(%rbp)
jge    11b2 <itos+0x82>
movl   $0x1,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0xc(%rbp),%edx
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    $0x1,%eax
mov    $0x2,%ecx
cmp    $0x0,%edi
cmovl  %ecx,%eax
add    %eax,%edx
lea    0xe47(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%edi
mov    -0x4(%rbp),%edx
mov    $0x1,%eax
mov    $0x2,%ecx
cmp    $0x0,%edx
cmovl  %ecx,%eax
add    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jge    1221 <itos+0xf1>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movb   $0x2d,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jl     1285 <itos+0x155>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    $0xa,%edi
call   1050 <pow@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
movslq %edx,%rcx
lea    0xddc(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    122a <itos+0xfa>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movb   $0x0,(%rax)
mov    -0x4(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
lea    0xdaf(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<itos>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r15d
lea    0xebb(%rip),%rdi
xor    %ebx,%ebx
mov    %r15d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    %r15d,%r12d
neg    %r12d
cmovs  %r15d,%r12d
test   %r12d,%r12d
je     1186 <itos+0x56>
mov    $0xcccccccd,%eax
mov    %r12d,%ecx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%edx
imul   %rax,%rdx
shr    $0x23,%rdx
add    $0x1,%ebx
cmp    $0x9,%ecx
mov    %edx,%ecx
ja     1170 <itos+0x40>
jmp    118b <itos+0x5b>
mov    $0x1,%ebx
mov    %r15d,%eax
shr    $0x1f,%eax
lea    (%rax,%rbx,1),%ebp
add    $0x1,%ebp
lea    0xe7d(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    %ebp,%edx
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    %ebp,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %rax,%r13
test   %r15d,%r15d
js     11cc <itos+0x9c>
test   $0x1,%bl
jne    11dc <itos+0xac>
mov    %ebx,%ebp
cmp    $0x1,%ebx
jne    122e <itos+0xfe>
jmp    12d1 <itos+0x1a1>
movb   $0x2d,(%r14)
mov    %r14,%r13
add    $0x1,%r13
test   $0x1,%bl
je     11c0 <itos+0x90>
lea    -0x1(%rbx),%ebp
mov    $0xa,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1050 <pow@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    %r12d,%eax
cltd
idiv   %ecx
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rcx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
cltq
lea    0xe24(%rip),%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,0x0(%r13)
add    $0x1,%r13
cmp    $0x1,%ebx
je     12d1 <itos+0x1a1>
mov    %r14,(%rsp)
add    $0xfffffffe,%ebp
lea    0xe02(%rip),%r14
nopl   0x0(%rax)
lea    0x1(%rbp),%ebx
mov    $0xa,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1050 <pow@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    %r12d,%eax
cltd
idiv   %ecx
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rcx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
cltq
movzbl (%rax,%r14,1),%eax
mov    %al,0x0(%r13)
mov    $0xa,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1050 <pow@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    %r12d,%eax
cltd
idiv   %ecx
cltq
imul   $0x66666667,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x22,%rcx
add    %edx,%ecx
add    %ecx,%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
cltq
movzbl (%rax,%r14,1),%eax
mov    %al,0x1(%r13)
add    $0x2,%r13
add    $0xfffffffe,%ebp
cmp    $0x1,%ebx
ja     1240 <itos+0x110>
mov    (%rsp),%r14
movb   $0x0,0x0(%r13)
lea    0xd6c(%rip),%rdi
mov    %r15d,%esi
mov    %r14,%rdx
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
mov    %r14,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [27 x i8] c"--- invoking itos(%d) ---\0A\00"
@.str.1 = [35 x i8] c" - size=%d, minus= ==> malloc(%d)\0A\00"
@.str.2 = [11 x i8] c"0123456789\00"
@.str.3 = [31 x i8] c"--- finished itos(%d): %s ---\0A\00"
define i8* @itos(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%9 = load i32, i32* %2
%10 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([27 x i8], [27 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %9)
%11 = load i32, i32* %2
%12 = icmp slt i32 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %16
13: ; preds = %1
%14 = load i32, i32* %2
%15 = mul nsw i32 %14, -1
br label %18
16: ; preds = %1
%17 = load i32, i32* %2
br label %18
18: ; preds = %16, %13
%19 = phi i32 [ %15, %13 ], [ %17, %16 ]
store i32 %19, i32* %3
store i32 0, i32* %4
%20 = load i32, i32* %3
store i32 %20, i32* %5
br label %21
21: ; preds = %24, %18
%22 = load i32, i32* %5
%23 = icmp sgt i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %29
24: ; preds = %21
%25 = load i32, i32* %5
%26 = sdiv i32 %25, 10
store i32 %26, i32* %5
%27 = load i32, i32* %4
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %4
br label %21
29: ; preds = %21
%30 = load i32, i32* %4
%31 = icmp slt i32 %30, 1
br i1 %31, label %32, label %33
32: ; preds = %29
store i32 1, i32* %4
br label %33
33: ; preds = %32, %29
%34 = load i32, i32* %4
%35 = load i32, i32* %4
%36 = load i32, i32* %2
%37 = icmp slt i32 %36, 0
%38 = zext i1 %37 to i64
%39 = select i1 %37, i32 2, i32 1
%40 = add nsw i32 %35, %39
%41 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %34, i32 %40)
%42 = load i32, i32* %4
%43 = load i32, i32* %2
%44 = icmp slt i32 %43, 0
%45 = zext i1 %44 to i64
%46 = select i1 %44, i32 2, i32 1
%47 = add nsw i32 %42, %46
%48 = call i8* @malloc(i32 %47)
store i8* %48, i8** %6
%49 = load i8*, i8** %6
store i8* %49, i8** %7
%50 = load i32, i32* %2
%51 = icmp slt i32 %50, 0
br i1 %51, label %52, label %56
52: ; preds = %33
%53 = load i8*, i8** %7
store i8 45, i8* %53
%54 = load i8*, i8** %7
%55 = getelementptr inbounds i8, i8* %54, i32 1
store i8* %55, i8** %7
br label %56
56: ; preds = %52, %33
%57 = load i32, i32* %4
%58 = sub nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %8
br label %59
59: ; preds = %75, %56
%60 = load i32, i32* %8
%61 = icmp sge i32 %60, 0
br i1 %61, label %62, label %78
62: ; preds = %59
%63 = load i32, i32* %3
%64 = load i32, i32* %8
%65 = call i64 @pow(i32 10, i32 %64)
%66 = trunc i64 %65 to i32
%67 = sdiv i32 %63, %66
%68 = srem i32 %67, 10
%69 = sext i32 %68 to i64
%70 = getelementptr inbounds [11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 %69
%71 = load i8, i8* %70
%72 = load i8*, i8** %7
store i8 %71, i8* %72
%73 = load i8*, i8** %7
%74 = getelementptr inbounds i8, i8* %73, i32 1
store i8* %74, i8** %7
br label %75
75: ; preds = %62
%76 = load i32, i32* %8
%77 = add nsw i32 %76, -1
store i32 %77, i32* %8
br label %59
78: ; preds = %59
%79 = load i8*, i8** %7
store i8 0, i8* %79
%80 = load i32, i32* %2
%81 = load i8*, i8** %6
%82 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([31 x i8], [31 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %80, i8* %81)
%83 = load i8*, i8** %6
ret i8* %83
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [27 x i8] c"--- invoking itos(%d) ---\0A\00"
@.str.1 = [35 x i8] c" - size=%d, minus= ==> malloc(%d)\0A\00"
@.str.2 = [11 x i8] c"0123456789\00"
@.str.3 = [31 x i8] c"--- finished itos(%d): %s ---\0A\00"
define i8* @itos(i32 %0) {
%2 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([27 x i8], [27 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %0)
%3 = icmp slt i32 %0, 0
%4 = sub nsw i32 0, %0
%5 = select i1 %3, i32 %4, i32 %0
%6 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %6, label %13, label %7
7: ; preds = %1, %7
%8 = phi i32 [ %11, %7 ], [ 0, %1 ]
%9 = phi i32 [ %10, %7 ], [ %5, %1 ]
%10 = udiv i32 %9, 10
%11 = add nuw nsw i32 %8, 1
%12 = icmp ult i32 %9, 10
br i1 %12, label %13, label %7
13: ; preds = %7, %1
%14 = phi i32 [ 1, %1 ], [ %11, %7 ]
%15 = select i1 %3, i32 2, i32 1
%16 = add nuw nsw i32 %14, %15
%17 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %14, i32 %16)
%18 = tail call i8* @malloc(i32 %16)
br i1 %3, label %38, label %19
19: ; preds = %38, %13
%20 = phi i8* [ %18, %13 ], [ %39, %38 ]
%21 = and i32 %14, 1
%22 = icmp eq i32 %21, 0
br i1 %22, label %33, label %23
23: ; preds = %19
%24 = add nsw i32 %14, -1
%25 = tail call i64 @pow(i32 10, i32 %24)
%26 = trunc i64 %25 to i32
%27 = sdiv i32 %5, %26
%28 = srem i32 %27, 10
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds [11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 %29
%31 = load i8, i8* %30
store i8 %31, i8* %20
%32 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 1
br label %33
33: ; preds = %23, %19
%34 = phi i32 [ %14, %19 ], [ %24, %23 ]
%35 = phi i8* [ %20, %19 ], [ %32, %23 ]
%36 = phi i8* [ undef, %19 ], [ %32, %23 ]
%37 = icmp eq i32 %14, 1
br i1 %37, label %40, label %43
38: ; preds = %13
store i8 45, i8* %18
%39 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i64 1
br label %19
40: ; preds = %43, %33
%41 = phi i8* [ %36, %33 ], [ %63, %43 ]
store i8 0, i8* %41
%42 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([31 x i8], [31 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %0, i8* %18)
ret i8* %18
43: ; preds = %33, %43
%44 = phi i32 [ %55, %43 ], [ %34, %33 ]
%45 = phi i8* [ %63, %43 ], [ %35, %33 ]
%46 = add nsw i32 %44, -1
%47 = tail call i64 @pow(i32 10, i32 %46)
%48 = trunc i64 %47 to i32
%49 = sdiv i32 %5, %48
%50 = srem i32 %49, 10
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 %51
%53 = load i8, i8* %52
store i8 %53, i8* %45
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %45, i64 1
%55 = add nsw i32 %44, -2
%56 = tail call i64 @pow(i32 10, i32 %55)
%57 = trunc i64 %56 to i32
%58 = sdiv i32 %5, %57
%59 = srem i32 %58, 10
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds [11 x i8], [11 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 %60
%62 = load i8, i8* %61
store i8 %62, i8* %54
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %45, i64 2
%64 = icmp ugt i32 %46, 1
br i1 %64, label %43, label %40
}