#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*/ __ESBMC_assume(int);
scalar_t__ __VERIFIER_nondet_int();
int /*<<< orphan*/ assert(int);
int main() {
  int x = 0;
  int y = 0;
  int z = 0;
  int w = 0;
  __ESBMC_assume(w >= 0 && __VERIFIER_nondet_int() == 0 && w == x &&
                 10 * w == z && 100 * w == y);
  __ESBMC_assume(z >= 0 && 10 * x == z && y == 10 * z && 10 * w == z);
  while (__VERIFIER_nondet_int()) {
    if (__VERIFIER_nondet_int()) {
      x++;
      y = y + 100;
    } else if (__VERIFIER_nondet_int()) {
      if (x >= 4) {
        x = x + 1;
        y = y + 1;
      }
    } else if (y > 10 * w)
      if (z >= 100 * x)
        y = -y;
    w = w + 1;
    z = z + 10;
  }
  if (x >= 4)
    assert(y > 2);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    %al,-0x15(%rbp)
jl     11b3 <main+0x83>
mov    $0x0,%al
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
mov    %rax,%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    $0x0,%rcx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jne    11b3 <main+0x83>
mov    -0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jne    11b3 <main+0x83>
imul   $0xa,-0x14(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x15(%rbp)
jne    11b3 <main+0x83>
imul   $0x64,-0x14(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
sete   %al
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x15(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <__ESBMC_assume@plt>
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    %al,-0x16(%rbp)
jl     1202 <main+0xd2>
imul   $0xa,-0x8(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x16(%rbp)
jne    1202 <main+0xd2>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
imul   $0xa,-0x10(%rbp),%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0x16(%rbp)
jne    1202 <main+0xd2>
imul   $0xa,-0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
sete   %al
mov    %al,-0x16(%rbp)
mov    -0x16(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <__ESBMC_assume@plt>
mov    $0x0,%al
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     12c6 <main+0x196>
mov    $0x0,%al
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     1248 <main+0x118>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x64,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    12af <main+0x17f>
mov    $0x0,%al
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     127a <main+0x14a>
cmpl   $0x4,-0x8(%rbp)
jl     1275 <main+0x145>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    12aa <main+0x17a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   $0xa,-0x14(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    12a5 <main+0x175>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   $0x64,-0x8(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     12a0 <main+0x170>
xor    %eax,%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    12a5 <main+0x175>
jmp    12aa <main+0x17a>
jmp    12af <main+0x17f>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xa,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    120f <main+0xdf>
cmpl   $0x4,-0x8(%rbp)
jl     12e1 <main+0x1b1>
cmpl   $0x2,-0xc(%rbp)
setg   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
xor    %eax,%eax
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
xor    %edi,%edi
test   %rax,%rax
sete   %dil
call   1030 <__ESBMC_assume@plt>
mov    $0x1,%edi
call   1030 <__ESBMC_assume@plt>
xor    %eax,%eax
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
test   %rax,%rax
je     11d5 <main+0xa5>
xor    %ebp,%ebp
xor    %ebx,%ebx
xor    %r14d,%r14d
jmp    1186 <main+0x56>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r14d
add    $0x64,%ebx
add    $0xa,%ebp
xor    %eax,%eax
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
test   %rax,%rax
je     11c1 <main+0x91>
xor    %eax,%eax
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
test   %rax,%rax
jne    1170 <main+0x40>
xor    %eax,%eax
call   1050 <__VERIFIER_nondet_int@plt>
test   %rax,%rax
je     11ad <main+0x7d>
cmp    $0x4,%r14d
jl     1177 <main+0x47>
add    $0x1,%r14d
add    $0x1,%ebx
jmp    1177 <main+0x47>
imul   $0x64,%r14d,%eax
mov    %ebx,%ecx
neg    %ecx
cmp    %eax,%ebp
cmovl  %ebx,%ecx
cmp    %ebp,%ebx
cmovg  %ecx,%ebx
jmp    1177 <main+0x47>
cmp    $0x4,%r14d
jl     11d5 <main+0xa5>
xor    %edi,%edi
cmp    $0x3,%ebx
setge  %dil
call   1040 <assert@plt>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i32 0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
store i32 0, i32* %5
%6 = load i32, i32* %5
%7 = icmp sge i32 %6, 0
br i1 %7, label %8, label %25
8: ; preds = %0
%9 = call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%10 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %10, label %11, label %25
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %5
%13 = load i32, i32* %2
%14 = icmp eq i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %25
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %5
%17 = mul nsw i32 10, %16
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp eq i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %25
20: ; preds = %15
%21 = load i32, i32* %5
%22 = mul nsw i32 100, %21
%23 = load i32, i32* %3
%24 = icmp eq i32 %22, %23
br label %25
25: ; preds = %20, %15, %11, %8, %0
%26 = phi i1 [ false, %15 ], [ false, %11 ], [ false, %8 ], [ false, %0 ], [ %24, %20 ]
%27 = zext i1 %26 to i32
%28 = call i32 @__ESBMC_assume(i32 %27)
%29 = load i32, i32* %4
%30 = icmp sge i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %46
31: ; preds = %25
%32 = load i32, i32* %2
%33 = mul nsw i32 10, %32
%34 = load i32, i32* %4
%35 = icmp eq i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %46
36: ; preds = %31
%37 = load i32, i32* %3
%38 = load i32, i32* %4
%39 = mul nsw i32 10, %38
%40 = icmp eq i32 %37, %39
br i1 %40, label %41, label %46
41: ; preds = %36
%42 = load i32, i32* %5
%43 = mul nsw i32 10, %42
%44 = load i32, i32* %4
%45 = icmp eq i32 %43, %44
br label %46
46: ; preds = %41, %36, %31, %25
%47 = phi i1 [ false, %36 ], [ false, %31 ], [ false, %25 ], [ %45, %41 ]
%48 = zext i1 %47 to i32
%49 = call i32 @__ESBMC_assume(i32 %48)
br label %50
50: ; preds = %89, %46
%51 = call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%52 = icmp ne i64 %51, 0
br i1 %52, label %53, label %94
53: ; preds = %50
%54 = call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%55 = icmp ne i64 %54, 0
br i1 %55, label %56, label %61
56: ; preds = %53
%57 = load i32, i32* %2
%58 = add nsw i32 %57, 1
store i32 %58, i32* %2
%59 = load i32, i32* %3
%60 = add nsw i32 %59, 100
store i32 %60, i32* %3
br label %89
61: ; preds = %53
%62 = call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%63 = icmp ne i64 %62, 0
br i1 %63, label %64, label %73
64: ; preds = %61
%65 = load i32, i32* %2
%66 = icmp sge i32 %65, 4
br i1 %66, label %67, label %72
67: ; preds = %64
%68 = load i32, i32* %2
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %2
%70 = load i32, i32* %3
%71 = add nsw i32 %70, 1
store i32 %71, i32* %3
br label %72
72: ; preds = %67, %64
br label %88
73: ; preds = %61
%74 = load i32, i32* %3
%75 = load i32, i32* %5
%76 = mul nsw i32 10, %75
%77 = icmp sgt i32 %74, %76
br i1 %77, label %78, label %87
78: ; preds = %73
%79 = load i32, i32* %4
%80 = load i32, i32* %2
%81 = mul nsw i32 100, %80
%82 = icmp sge i32 %79, %81
br i1 %82, label %83, label %86
83: ; preds = %78
%84 = load i32, i32* %3
%85 = sub nsw i32 0, %84
store i32 %85, i32* %3
br label %86
86: ; preds = %83, %78
br label %87
87: ; preds = %86, %73
br label %88
88: ; preds = %87, %72
br label %89
89: ; preds = %88, %56
%90 = load i32, i32* %5
%91 = add nsw i32 %90, 1
store i32 %91, i32* %5
%92 = load i32, i32* %4
%93 = add nsw i32 %92, 10
store i32 %93, i32* %4
br label %50
94: ; preds = %50
%95 = load i32, i32* %2
%96 = icmp sge i32 %95, 4
br i1 %96, label %97, label %102
97: ; preds = %94
%98 = load i32, i32* %3
%99 = icmp sgt i32 %98, 2
%100 = zext i1 %99 to i32
%101 = call i32 @assert(i32 %100)
br label %102
102: ; preds = %97, %94
%103 = load i32, i32* %1
ret i32 %103
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @main() {
%1 = tail call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%2 = icmp eq i64 %1, 0
%3 = zext i1 %2 to i32
%4 = tail call i32 @__ESBMC_assume(i32 %3)
%5 = tail call i32 @__ESBMC_assume(i32 1)
%6 = tail call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%7 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %7, label %47, label %8
8: ; preds = %0, %34
%9 = phi i32 [ %37, %34 ], [ 0, %0 ]
%10 = phi i32 [ %38, %34 ], [ 0, %0 ]
%11 = phi i32 [ %36, %34 ], [ 0, %0 ]
%12 = phi i32 [ %35, %34 ], [ 0, %0 ]
%13 = tail call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%14 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %14, label %18, label %15
15: ; preds = %8
%16 = add nsw i32 %12, 1
%17 = add nsw i32 %11, 100
br label %34
18: ; preds = %8
%19 = tail call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%20 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %20, label %26, label %21
21: ; preds = %18
%22 = icmp sgt i32 %12, 3
br i1 %22, label %23, label %34
23: ; preds = %21
%24 = add nuw nsw i32 %12, 1
%25 = add nsw i32 %11, 1
br label %34
26: ; preds = %18
%27 = mul nsw i32 %9, 10
%28 = icmp sle i32 %11, %27
%29 = mul nsw i32 %12, 100
%30 = icmp slt i32 %10, %29
%31 = select i1 %28, i1 true, i1 %30
%32 = sub nsw i32 0, %11
%33 = select i1 %31, i32 %11, i32 %32
br label %34
34: ; preds = %26, %23, %21, %15
%35 = phi i32 [ %16, %15 ], [ %24, %23 ], [ %12, %21 ], [ %12, %26 ]
%36 = phi i32 [ %17, %15 ], [ %25, %23 ], [ %11, %21 ], [ %33, %26 ]
%37 = add nuw nsw i32 %9, 1
%38 = add nuw nsw i32 %10, 10
%39 = tail call i64 (...) @__VERIFIER_nondet_int()
%40 = icmp eq i64 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %8
41: ; preds = %34
%42 = icmp sgt i32 %35, 3
br i1 %42, label %43, label %47
43: ; preds = %41
%44 = icmp sgt i32 %36, 2
%45 = zext i1 %44 to i32
%46 = tail call i32 @assert(i32 %45)
br label %47
47: ; preds = %0, %43, %41
ret i32 0
}