#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__ malloc(int);
int *histogram(const int *a, int n, int *m) {
  int has_nonneg = 0, i, *p;
  *m = *a;
  for (p = a; p < a + n; p++) {
    if (*p >= 0) {
      has_nonneg = 1;
      if (*p > *m)
        *m = *p;
    }
  }
  if (has_nonneg == 0) {
    *m = 0;
    return NULL;
  } else {
    (*m)++;
  }
  int *h = (int *)malloc((*m) * sizeof(int));
  for (i = 0; i < *m; i++) {
    h[i] = 0;
  }
  for (p = a; p < a + n; p++) {
    if (*p >= 0) {
      h[*p]++;
    }
  }
  return h;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<histogram>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
add    %rdx,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    11a7 <histogram+0x97>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jl     1191 <histogram+0x81>
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jle    118c <histogram+0x7c>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
jmp    1191 <histogram+0x81>
jmp    1196 <histogram+0x86>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    113e <histogram+0x2e>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
jne    11c8 <histogram+0xb8>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    127f <histogram+0x16f>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq (%rax),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jge    121c <histogram+0x10c>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11f0 <histogram+0xe0>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
add    %rdx,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    1277 <histogram+0x167>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jl     1261 <histogram+0x151>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
movslq (%rcx),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1266 <histogram+0x156>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1224 <histogram+0x114>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<histogram>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdx,%r14
mov    (%rdi),%eax
mov    %eax,(%rdx)
test   %esi,%esi
jle    11b5 <histogram+0xa5>
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%rbx
movslq %esi,%rcx
lea    (%rdi,%rcx,4),%rbp
xor    %ecx,%ecx
mov    %rdi,%rdx
jmp    1149 <histogram+0x39>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rbp,%rdx
jae    115f <histogram+0x4f>
mov    (%rdx),%esi
test   %esi,%esi
js     1140 <histogram+0x30>
mov    $0x1,%ecx
cmp    %eax,%esi
jle    1140 <histogram+0x30>
mov    %esi,(%r14)
mov    %esi,%eax
jmp    1140 <histogram+0x30>
test   %ecx,%ecx
je     11b5 <histogram+0xa5>
lea    0x1(%rax),%ecx
mov    %ecx,(%r14)
lea    0x4(,%rax,4),%edi
call   1030 <malloc@plt>
cmpl   $0x0,(%r14)
jle    1193 <histogram+0x83>
xor    %ecx,%ecx
nopl   (%rax)
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
movslq (%r14),%rdx
cmp    %rdx,%rcx
jl     1180 <histogram+0x70>
test   %r15d,%r15d
jg     11a9 <histogram+0x99>
jmp    11be <histogram+0xae>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x4,%rbx
cmp    %rbp,%rbx
jae    11be <histogram+0xae>
mov    (%rbx),%ecx
test   %ecx,%ecx
js     11a0 <histogram+0x90>
addl   $0x1,(%rax,%rcx,4)
jmp    11a0 <histogram+0x90>
movl   $0x0,(%r14)
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @histogram(i32* %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 0, i32* %8
%12 = load i32*, i32** %5
%13 = load i32, i32* %12
%14 = load i32*, i32** %7
store i32 %13, i32* %14
%15 = load i32*, i32** %5
store i32* %15, i32** %10
br label %16
16: ; preds = %39, %3
%17 = load i32*, i32** %10
%18 = load i32*, i32** %5
%19 = load i32, i32* %6
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %20
%22 = icmp ult i32* %17, %21
br i1 %22, label %23, label %42
23: ; preds = %16
%24 = load i32*, i32** %10
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp sge i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %38
27: ; preds = %23
store i32 1, i32* %8
%28 = load i32*, i32** %10
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32*, i32** %7
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp sgt i32 %29, %31
br i1 %32, label %33, label %37
33: ; preds = %27
%34 = load i32*, i32** %10
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32*, i32** %7
store i32 %35, i32* %36
br label %37
37: ; preds = %33, %27
br label %38
38: ; preds = %37, %23
br label %39
39: ; preds = %38
%40 = load i32*, i32** %10
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i32 1
store i32* %41, i32** %10
br label %16
42: ; preds = %16
%43 = load i32, i32* %8
%44 = icmp eq i32 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %47
45: ; preds = %42
%46 = load i32*, i32** %7
store i32 0, i32* %46
store i32* null, i32** %4
br label %99
47: ; preds = %42
%48 = load i32*, i32** %7
%49 = load i32, i32* %48
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %48
br label %51
51: ; preds = %47
%52 = load i32*, i32** %7
%53 = load i32, i32* %52
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = mul i64 %54, 4
%56 = trunc i64 %55 to i32
%57 = call i64 @malloc(i32 %56)
%58 = inttoptr i64 %57 to i32*
store i32* %58, i32** %11
store i32 0, i32* %9
br label %59
59: ; preds = %69, %51
%60 = load i32, i32* %9
%61 = load i32*, i32** %7
%62 = load i32, i32* %61
%63 = icmp slt i32 %60, %62
br i1 %63, label %64, label %72
64: ; preds = %59
%65 = load i32*, i32** %11
%66 = load i32, i32* %9
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 %67
store i32 0, i32* %68
br label %69
69: ; preds = %64
%70 = load i32, i32* %9
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %9
br label %59
72: ; preds = %59
%73 = load i32*, i32** %5
store i32* %73, i32** %10
br label %74
74: ; preds = %94, %72
%75 = load i32*, i32** %10
%76 = load i32*, i32** %5
%77 = load i32, i32* %6
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %76, i64 %78
%80 = icmp ult i32* %75, %79
br i1 %80, label %81, label %97
81: ; preds = %74
%82 = load i32*, i32** %10
%83 = load i32, i32* %82
%84 = icmp sge i32 %83, 0
br i1 %84, label %85, label %93
85: ; preds = %81
%86 = load i32*, i32** %11
%87 = load i32*, i32** %10
%88 = load i32, i32* %87
%89 = sext i32 %88 to i64
%90 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 %89
%91 = load i32, i32* %90
%92 = add nsw i32 %91, 1
store i32 %92, i32* %90
br label %93
93: ; preds = %85, %81
br label %94
94: ; preds = %93
%95 = load i32*, i32** %10
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i32 1
store i32* %96, i32** %10
br label %74
97: ; preds = %74
%98 = load i32*, i32** %11
store i32* %98, i32** %4
br label %99
99: ; preds = %97, %45
%100 = load i32*, i32** %4
ret i32* %100
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @histogram(i32* %0, i32 %1, i32* nocapture %2) {
%4 = load i32, i32* %0
store i32 %4, i32* %2
%5 = sext i32 %1 to i64
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %5
%7 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %7, label %8, label %24
8: ; preds = %3, %17
%9 = phi i32 [ %18, %17 ], [ %4, %3 ]
%10 = phi i32* [ %20, %17 ], [ %0, %3 ]
%11 = phi i32 [ %19, %17 ], [ 0, %3 ]
%12 = load i32, i32* %10
%13 = icmp sgt i32 %12, -1
br i1 %13, label %14, label %17
14: ; preds = %8
%15 = icmp sgt i32 %12, %9
br i1 %15, label %16, label %17
16: ; preds = %14
store i32 %12, i32* %2
br label %17
17: ; preds = %8, %16, %14
%18 = phi i32 [ %12, %16 ], [ %9, %14 ], [ %9, %8 ]
%19 = phi i32 [ 1, %16 ], [ 1, %14 ], [ %11, %8 ]
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %10, i64 1
%21 = icmp ult i32* %20, %6
br i1 %21, label %8, label %22
22: ; preds = %17
%23 = icmp eq i32 %19, 0
br i1 %23, label %24, label %25
24: ; preds = %3, %22
store i32 0, i32* %2
br label %52
25: ; preds = %22
%26 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %26, i32* %2
%27 = shl i32 %26, 2
%28 = tail call i64 @malloc(i32 %27)
%29 = inttoptr i64 %28 to i32*
%30 = load i32, i32* %2
%31 = icmp sgt i32 %30, 0
br i1 %31, label %33, label %32
32: ; preds = %33, %25
br i1 %7, label %40, label %52
33: ; preds = %25, %33
%34 = phi i64 [ %36, %33 ], [ 0, %25 ]
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %34
store i32 0, i32* %35
%36 = add nuw nsw i64 %34, 1
%37 = load i32, i32* %2
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = icmp slt i64 %36, %38
br i1 %39, label %33, label %32
40: ; preds = %32, %49
%41 = phi i32* [ %50, %49 ], [ %0, %32 ]
%42 = load i32, i32* %41
%43 = icmp sgt i32 %42, -1
br i1 %43, label %44, label %49
44: ; preds = %40
%45 = zext i32 %42 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %29, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %46
br label %49
49: ; preds = %40, %44
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 1
%51 = icmp ult i32* %50, %6
br i1 %51, label %40, label %52
52: ; preds = %49, %32, %24
%53 = phi i32* [ null, %24 ], [ %29, %32 ], [ %29, %49 ]
ret i32* %53
}