#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 SIZE_MAX;
char *__expand_heap(size_t *);
int /*<<< orphan*/ __lock(int volatile *);
int /*<<< orphan*/ __unlock(int volatile *);
void *__simple_malloc(size_t n) {
  static char *cur, *end;
  static volatile int lock[2];
  size_t align = 1, pad;
  void *p;
  if (!n)
    n++;
  while (align < n && align < 16)
    align += align;
  __lock(lock);
  pad = -(uintptr_t)cur & align - 1;
  if (n <= SIZE_MAX / 2 + 16)
    n += pad;
  if (n > end - cur) {
    size_t m = n;
    char *new = __expand_heap(&m);
    if (!new) {
      __unlock(lock);
      return 0;
    }
    if (new != end) {
      cur = new;
      n -= pad;
      pad = 0;
    }
    end = new + m;
  }
  p = cur + pad;
  cur += n;
  __unlock(lock);
  return p;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<__simple_malloc>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    115b <__simple_malloc+0x2b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    1160 <__simple_malloc+0x30>
mov    -0x18(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x39(%rbp)
jae    117e <__simple_malloc+0x4e>
cmpq   $0x10,-0x18(%rbp)
setb   %al
mov    %al,-0x39(%rbp)
mov    -0x39(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    118e <__simple_malloc+0x5e>
jmp    119f <__simple_malloc+0x6f>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1160 <__simple_malloc+0x30>
lea    0x2eaa(%rip),%rdi
call   1050 <__lock@plt>
mov    0x2e8e(%rip),%rcx
xor    %eax,%eax
sub    %rcx,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
and    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    0x2e03(%rip),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    $0x10,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmp    %rcx,%rax
ja     1200 <__simple_malloc+0xd0>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x2e3d(%rip),%rcx
mov    0x2e2e(%rip),%rdx
sub    %rdx,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jbe    1299 <__simple_malloc+0x169>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
lea    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <__expand_heap@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x38(%rbp)
jne    1257 <__simple_malloc+0x127>
lea    0x2e0b(%rip),%rdi
call   1040 <__unlock@plt>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    12ce <__simple_malloc+0x19e>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    0x2de6(%rip),%rax
je     128a <__simple_malloc+0x15a>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,0x2dcd(%rip)
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,0x2daf(%rip)
mov    0x2da0(%rip),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    0x2d8d(%rip),%rax
mov    %rax,0x2d86(%rip)
lea    0x2d8f(%rip),%rdi
call   1040 <__unlock@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<__simple_malloc>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
sub    $0x10,%rsp
mov    %rdi,%r15
test   %rdi,%rdi
mov    $0x1,%r14d
cmove  %r14,%r15
cmp    $0x2,%r15
jb     1170 <__simple_malloc+0x40>
je     1173 <__simple_malloc+0x43>
mov    $0x3,%r14d
cmp    $0x5,%r15
jb     1173 <__simple_malloc+0x43>
xor    %eax,%eax
cmp    $0x9,%r15
setae  %al
lea    0x7(,%rax,8),%r14
jmp    1173 <__simple_malloc+0x43>
xor    %r14d,%r14d
lea    0x2ed6(%rip),%rdi
call   1050 <__lock@plt>
mov    0x2eba(%rip),%rcx
mov    %ecx,%eax
neg    %eax
and    %eax,%r14d
mov    0x2e44(%rip),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,%edx
shr    $0x1f,%edx
add    %eax,%edx
sar    %edx
add    $0x10,%edx
movslq %edx,%rax
xor    %ebx,%ebx
cmp    %rax,%r15
cmovbe %r14,%rbx
add    %r15,%rbx
mov    0x2e90(%rip),%rax
sub    %rcx,%rax
cmp    %rax,%rbx
jbe    1207 <__simple_malloc+0xd7>
mov    %rbx,0x8(%rsp)
lea    0x8(%rsp),%rdi
call   1030 <__expand_heap@plt>
test   %rax,%rax
je     122d <__simple_malloc+0xfd>
xor    %edx,%edx
cmp    0x2e6b(%rip),%rax
mov    0x2e5c(%rip),%rcx
cmovne %rax,%rcx
mov    $0x0,%esi
cmove  %r14,%rsi
cmove  %rdx,%r14
sub    %r14,%rbx
add    0x8(%rsp),%rax
mov    %rax,0x2e44(%rip)
mov    %rsi,%r14
add    %rcx,%r14
add    %rcx,%rbx
mov    %rbx,0x2e2c(%rip)
lea    0x2e35(%rip),%rdi
call   1040 <__unlock@plt>
mov    %r14,%rax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret
lea    0x2e1c(%rip),%rdi
call   1040 <__unlock@plt>
xor    %r14d,%r14d
jmp    1220 <__simple_malloc+0xf0>

LLVM IR (-O0):
@__simple_malloc.cur = internal global i8* null
@__simple_malloc.end = internal global i8* null
@__simple_malloc.lock = internal global [2 x i32] zeroinitializer
@SIZE_MAX = global i32 0
define i8* @__simple_malloc(i64 %0) {
%2 = alloca i8*
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i8*
store i64 %0, i64* %3
store i64 1, i64* %4
%9 = load i64, i64* %3
%10 = icmp ne i64 %9, 0
br i1 %10, label %14, label %11
11: ; preds = %1
%12 = load i64, i64* %3
%13 = add i64 %12, 1
store i64 %13, i64* %3
br label %14
14: ; preds = %11, %1
br label %15
15: ; preds = %24, %14
%16 = load i64, i64* %4
%17 = load i64, i64* %3
%18 = icmp ult i64 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %22
19: ; preds = %15
%20 = load i64, i64* %4
%21 = icmp ult i64 %20, 16
br label %22
22: ; preds = %19, %15
%23 = phi i1 [ false, %15 ], [ %21, %19 ]
br i1 %23, label %24, label %28
24: ; preds = %22
%25 = load i64, i64* %4
%26 = load i64, i64* %4
%27 = add i64 %26, %25
store i64 %27, i64* %4
br label %15
28: ; preds = %22
%29 = call i32 @__lock(i32* getelementptr inbounds ([2 x i32], [2 x i32]* @__simple_malloc.lock, i64 0, i64 0))
%30 = load i8*, i8** @__simple_malloc.cur
%31 = ptrtoint i8* %30 to i64
%32 = sub i64 0, %31
%33 = load i64, i64* %4
%34 = sub i64 %33, 1
%35 = and i64 %32, %34
store i64 %35, i64* %5
%36 = load i64, i64* %3
%37 = load i32, i32* @SIZE_MAX
%38 = sdiv i32 %37, 2
%39 = add nsw i32 %38, 16
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = icmp ule i64 %36, %40
br i1 %41, label %42, label %46
42: ; preds = %28
%43 = load i64, i64* %5
%44 = load i64, i64* %3
%45 = add i64 %44, %43
store i64 %45, i64* %3
br label %46
46: ; preds = %42, %28
%47 = load i64, i64* %3
%48 = load i8*, i8** @__simple_malloc.end
%49 = load i8*, i8** @__simple_malloc.cur
%50 = ptrtoint i8* %48 to i64
%51 = ptrtoint i8* %49 to i64
%52 = sub i64 %50, %51
%53 = icmp ugt i64 %47, %52
br i1 %53, label %54, label %74
54: ; preds = %46
%55 = load i64, i64* %3
store i64 %55, i64* %7
%56 = call i8* @__expand_heap(i64* %7)
store i8* %56, i8** %8
%57 = load i8*, i8** %8
%58 = icmp ne i8* %57, null
br i1 %58, label %61, label %59
59: ; preds = %54
%60 = call i32 @__unlock(i32* getelementptr inbounds ([2 x i32], [2 x i32]* @__simple_malloc.lock, i64 0, i64 0))
store i8* null, i8** %2
br label %83
61: ; preds = %54
%62 = load i8*, i8** %8
%63 = load i8*, i8** @__simple_malloc.end
%64 = icmp ne i8* %62, %63
br i1 %64, label %65, label %70
65: ; preds = %61
%66 = load i8*, i8** %8
store i8* %66, i8** @__simple_malloc.cur
%67 = load i64, i64* %5
%68 = load i64, i64* %3
%69 = sub i64 %68, %67
store i64 %69, i64* %3
store i64 0, i64* %5
br label %70
70: ; preds = %65, %61
%71 = load i8*, i8** %8
%72 = load i64, i64* %7
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %71, i64 %72
store i8* %73, i8** @__simple_malloc.end
br label %74
74: ; preds = %70, %46
%75 = load i8*, i8** @__simple_malloc.cur
%76 = load i64, i64* %5
%77 = getelementptr inbounds i8, i8* %75, i64 %76
store i8* %77, i8** %6
%78 = load i64, i64* %3
%79 = load i8*, i8** @__simple_malloc.cur
%80 = getelementptr inbounds i8, i8* %79, i64 %78
store i8* %80, i8** @__simple_malloc.cur
%81 = call i32 @__unlock(i32* getelementptr inbounds ([2 x i32], [2 x i32]* @__simple_malloc.lock, i64 0, i64 0))
%82 = load i8*, i8** %6
store i8* %82, i8** %2
br label %83
83: ; preds = %74, %59
%84 = load i8*, i8** %2
ret i8* %84
}

LLVM IR (-O2):
@__simple_malloc.cur = internal unnamed_addr global i8* null
@__simple_malloc.end = internal unnamed_addr global i8* null
@__simple_malloc.lock = internal global [2 x i32] zeroinitializer
@SIZE_MAX = global i32 0
define i8* @__simple_malloc(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = icmp eq i64 %0, 0
%4 = select i1 %3, i64 1, i64 %0
%5 = icmp ugt i64 %4, 1
br i1 %5, label %6, label %13
6: ; preds = %1
%7 = icmp eq i64 %4, 2
br i1 %7, label %13, label %8
8: ; preds = %6
%9 = icmp ugt i64 %4, 4
br i1 %9, label %10, label %13
10: ; preds = %8
%11 = icmp ugt i64 %4, 8
%12 = select i1 %11, i64 15, i64 7
br label %13
13: ; preds = %10, %8, %6, %1
%14 = phi i64 [ 0, %1 ], [ 1, %6 ], [ 3, %8 ], [ %12, %10 ]
%15 = tail call i32 @__lock(i32* getelementptr inbounds ([2 x i32], [2 x i32]* @__simple_malloc.lock, i64 0, i64 0))
%16 = load i8*, i8** @__simple_malloc.cur
%17 = ptrtoint i8* %16 to i64
%18 = sub i64 0, %17
%19 = and i64 %14, %18
%20 = load i32, i32* @SIZE_MAX
%21 = sdiv i32 %20, 2
%22 = add nsw i32 %21, 16
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = icmp ugt i64 %4, %23
%25 = select i1 %24, i64 0, i64 %19
%26 = add i64 %25, %4
%27 = load i8*, i8** @__simple_malloc.end
%28 = ptrtoint i8* %27 to i64
%29 = sub i64 %28, %17
%30 = icmp ugt i64 %26, %29
br i1 %30, label %31, label %47
31: ; preds = %13
%32 = bitcast i64* %2 to i8*
store i64 %26, i64* %2
%33 = call i8* @__expand_heap(i64* %2)
%34 = icmp eq i8* %33, null
br i1 %34, label %35, label %37
35: ; preds = %31
%36 = call i32 @__unlock(i32* getelementptr inbounds ([2 x i32], [2 x i32]* @__simple_malloc.lock, i64 0, i64 0))
br label %54
37: ; preds = %31
%38 = load i8*, i8** @__simple_malloc.end
%39 = icmp eq i8* %33, %38
%40 = load i8*, i8** @__simple_malloc.cur
%41 = select i1 %39, i8* %40, i8* %33
%42 = select i1 %39, i64 %19, i64 0
%43 = select i1 %39, i64 0, i64 %19
%44 = sub i64 %26, %43
%45 = load i64, i64* %2
%46 = getelementptr inbounds i8, i8* %33, i64 %45
store i8* %46, i8** @__simple_malloc.end
br label %47
47: ; preds = %37, %13
%48 = phi i8* [ %41, %37 ], [ %16, %13 ]
%49 = phi i64 [ %42, %37 ], [ %19, %13 ]
%50 = phi i64 [ %44, %37 ], [ %26, %13 ]
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 %49
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 %50
store i8* %52, i8** @__simple_malloc.cur
%53 = call i32 @__unlock(i32* getelementptr inbounds ([2 x i32], [2 x i32]* @__simple_malloc.lock, i64 0, i64 0))
br label %54
54: ; preds = %35, %47
%55 = phi i8* [ %51, %47 ], [ null, %35 ]
ret i8* %55
}