#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 int32_t;

/* Variables and functions */
int floor(int);
int pow(int, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, int, int, ...);
scalar_t__ size_base_2(int);
int32_t karatsuba(int32_t a, int32_t b) {
  printf("a is %i  and a_length : %i AND b is %i b_length : %i\n", a,
         size_base_2(a), b, size_base_2(b));
  if ((a < 10) || (b < 10)) {
    return a * b;
  }
  int32_t m = (((size_base_2(a)) > (size_base_2(b))) ? (size_base_2(a))
                                                     : (size_base_2(b)));
  int32_t m2 = floor(m / 2);
  int32_t high1 = a >> m2;
  int32_t low1 = a % high1;
  printf("low : %i high : %i\n", low1, high1);
  int32_t high2 = b >> m2;
  int32_t low2 = b % high2;
  printf("low : %i high : %i\n", low2, high2);
  int32_t z0 = karatsuba(low1, low2);
  int32_t z1 = karatsuba((low1 + high1), (low2 + high2));
  int32_t z2 = karatsuba(high1, high2);
  return (z2 * pow(2, (2 * m2))) + ((z1 - z2 - z0) * pow(2, m2)) + (z0);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<karatsuba>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    -0x3c(%rbp),%esi
mov    -0x38(%rbp),%edx
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %rax,%r8
lea    0xe70(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1050 <printf@plt>
cmpl   $0xa,-0x8(%rbp)
jl     11ab <karatsuba+0x5b>
cmpl   $0xa,-0xc(%rbp)
jge    11ba <karatsuba+0x6a>
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12e6 <karatsuba+0x196>
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x48(%rbp),%rax
cmp    %rcx,%rax
jle    11ef <karatsuba+0x9f>
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    11fb <karatsuba+0xab>
mov    -0xc(%rbp),%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1070 <floor@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
lea    0xdfd(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1050 <printf@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sar    %cl,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x20(%rbp)
mov    %edx,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
lea    0xdd4(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1050 <printf@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
call   1030 <karatsuba@plt>
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
add    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x24(%rbp),%esi
add    -0x20(%rbp),%esi
call   1030 <karatsuba@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x20(%rbp),%esi
call   1030 <karatsuba@plt>
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%esi
shl    $0x1,%esi
mov    $0x2,%edi
call   1060 <pow@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x5c(%rbp),%eax
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x54(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    -0x30(%rbp),%eax
sub    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x58(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    $0x2,%edi
call   1060 <pow@plt>
mov    -0x58(%rbp),%ecx
mov    %eax,%edx
mov    -0x54(%rbp),%eax
imul   %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<karatsuba>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%ebx
mov    %edi,%ebp
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %ebx,%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
lea    0xe8b(%rip),%rdi
mov    %ebp,%esi
mov    %r14d,%edx
mov    %ebx,%ecx
mov    %rax,%r8
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
cmp    $0xa,%ebp
jl     1269 <karatsuba+0x119>
cmp    $0x9,%ebx
jle    1269 <karatsuba+0x119>
mov    %ebp,%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %rax,%r14
mov    %ebx,%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
cmp    %rax,%r14
mov    %ebx,%edi
cmovg  %ebp,%edi
call   1040 <size_base_2@plt>
mov    %eax,%edi
shr    $0x1f,%edi
add    %eax,%edi
sar    %edi
call   1070 <floor@plt>
mov    %eax,%r14d
mov    %ebp,%r15d
mov    %r14d,%ecx
shr    %cl,%r15d
mov    %ebp,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r15d
mov    %edx,%r13d
lea    0xe55(%rip),%r12
mov    %r12,%rdi
mov    %edx,%esi
mov    %r15d,%edx
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
mov    %ebx,%ebp
mov    %r14d,%ecx
shr    %cl,%ebp
mov    %ebx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ebp
mov    %edx,%ebx
mov    %r12,%rdi
mov    %edx,%esi
mov    %ebp,%edx
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
mov    %r13d,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <karatsuba@plt>
mov    %eax,%r12d
add    %r15d,%r13d
add    %ebp,%ebx
mov    %r13d,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <karatsuba@plt>
mov    %eax,%r13d
mov    %r15d,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1030 <karatsuba@plt>
mov    %eax,%ebp
lea    (%r14,%r14,1),%esi
mov    $0x2,%edi
call   1060 <pow@plt>
mov    %eax,%ebx
imul   %ebp,%ebx
add    %r12d,%ebp
sub    %ebp,%r13d
mov    $0x2,%edi
mov    %r14d,%esi
call   1060 <pow@plt>
imul   %r13d,%eax
add    %r12d,%ebx
add    %eax,%ebx
jmp    126c <karatsuba+0x11c>
imul   %ebp,%ebx
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [54 x i8] c"a is %i and a_length : %i AND b is %i b_length : %i\0A\00"
@.str.1 = [20 x i8] c"low : %i high : %i\0A\00"
define i32 @karatsuba(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
%15 = load i32, i32* %4
%16 = load i32, i32* %4
%17 = call i64 @size_base_2(i32 %16)
%18 = trunc i64 %17 to i32
%19 = load i32, i32* %5
%20 = load i32, i32* %5
%21 = call i64 @size_base_2(i32 %20)
%22 = call i32 (i8*, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([54 x i8], [54 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %15, i32 %18, i32 %19, i64 %21)
%23 = load i32, i32* %4
%24 = icmp slt i32 %23, 10
br i1 %24, label %28, label %25
25: ; preds = %2
%26 = load i32, i32* %5
%27 = icmp slt i32 %26, 10
br i1 %27, label %28, label %32
28: ; preds = %25, %2
%29 = load i32, i32* %4
%30 = load i32, i32* %5
%31 = mul nsw i32 %29, %30
store i32 %31, i32* %3
br label %97
32: ; preds = %25
%33 = load i32, i32* %4
%34 = call i64 @size_base_2(i32 %33)
%35 = load i32, i32* %5
%36 = call i64 @size_base_2(i32 %35)
%37 = icmp sgt i64 %34, %36
br i1 %37, label %38, label %41
38: ; preds = %32
%39 = load i32, i32* %4
%40 = call i64 @size_base_2(i32 %39)
br label %44
41: ; preds = %32
%42 = load i32, i32* %5
%43 = call i64 @size_base_2(i32 %42)
br label %44
44: ; preds = %41, %38
%45 = phi i64 [ %40, %38 ], [ %43, %41 ]
%46 = trunc i64 %45 to i32
store i32 %46, i32* %6
%47 = load i32, i32* %6
%48 = sdiv i32 %47, 2
%49 = call i32 @floor(i32 %48)
store i32 %49, i32* %7
%50 = load i32, i32* %4
%51 = load i32, i32* %7
%52 = ashr i32 %50, %51
store i32 %52, i32* %8
%53 = load i32, i32* %4
%54 = load i32, i32* %8
%55 = srem i32 %53, %54
store i32 %55, i32* %9
%56 = load i32, i32* %9
%57 = load i32, i32* %8
%58 = call i32 (i8*, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %56, i32 %57)
%59 = load i32, i32* %5
%60 = load i32, i32* %7
%61 = ashr i32 %59, %60
store i32 %61, i32* %10
%62 = load i32, i32* %5
%63 = load i32, i32* %10
%64 = srem i32 %62, %63
store i32 %64, i32* %11
%65 = load i32, i32* %11
%66 = load i32, i32* %10
%67 = call i32 (i8*, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %65, i32 %66)
%68 = load i32, i32* %9
%69 = load i32, i32* %11
%70 = call i32 @karatsuba(i32 %68, i32 %69)
store i32 %70, i32* %12
%71 = load i32, i32* %9
%72 = load i32, i32* %8
%73 = add nsw i32 %71, %72
%74 = load i32, i32* %11
%75 = load i32, i32* %10
%76 = add nsw i32 %74, %75
%77 = call i32 @karatsuba(i32 %73, i32 %76)
store i32 %77, i32* %13
%78 = load i32, i32* %8
%79 = load i32, i32* %10
%80 = call i32 @karatsuba(i32 %78, i32 %79)
store i32 %80, i32* %14
%81 = load i32, i32* %14
%82 = load i32, i32* %7
%83 = mul nsw i32 2, %82
%84 = call i32 @pow(i32 2, i32 %83)
%85 = mul nsw i32 %81, %84
%86 = load i32, i32* %13
%87 = load i32, i32* %14
%88 = sub nsw i32 %86, %87
%89 = load i32, i32* %12
%90 = sub nsw i32 %88, %89
%91 = load i32, i32* %7
%92 = call i32 @pow(i32 2, i32 %91)
%93 = mul nsw i32 %90, %92
%94 = add nsw i32 %85, %93
%95 = load i32, i32* %12
%96 = add nsw i32 %94, %95
store i32 %96, i32* %3
br label %97
97: ; preds = %44, %28
%98 = load i32, i32* %3
ret i32 %98
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [54 x i8] c"a is %i and a_length : %i AND b is %i b_length : %i\0A\00"
@.str.1 = [20 x i8] c"low : %i high : %i\0A\00"
define i32 @karatsuba(i32 %0, i32 %1) {
%3 = tail call i64 @size_base_2(i32 %0)
%4 = trunc i64 %3 to i32
%5 = tail call i64 @size_base_2(i32 %1)
%6 = tail call i32 (i8*, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([54 x i8], [54 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %0, i32 %4, i32 %1, i64 %5)
%7 = icmp slt i32 %0, 10
%8 = icmp slt i32 %1, 10
%9 = or i1 %7, %8
br i1 %9, label %10, label %12
10: ; preds = %2
%11 = mul nsw i32 %1, %0
br label %41
12: ; preds = %2
%13 = tail call i64 @size_base_2(i32 %0)
%14 = tail call i64 @size_base_2(i32 %1)
%15 = icmp sgt i64 %13, %14
%16 = select i1 %15, i32 %0, i32 %1
%17 = tail call i64 @size_base_2(i32 %16)
%18 = trunc i64 %17 to i32
%19 = sdiv i32 %18, 2
%20 = tail call i32 @floor(i32 %19)
%21 = lshr i32 %0, %20
%22 = urem i32 %0, %21
%23 = tail call i32 (i8*, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %22, i32 %21)
%24 = lshr i32 %1, %20
%25 = urem i32 %1, %24
%26 = tail call i32 (i8*, i32, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %25, i32 %24)
%27 = tail call i32 @karatsuba(i32 %22, i32 %25)
%28 = add nuw nsw i32 %22, %21
%29 = add nuw nsw i32 %25, %24
%30 = tail call i32 @karatsuba(i32 %28, i32 %29)
%31 = tail call i32 @karatsuba(i32 %21, i32 %24)
%32 = shl nsw i32 %20, 1
%33 = tail call i32 @pow(i32 2, i32 %32)
%34 = mul nsw i32 %33, %31
%35 = add i32 %27, %31
%36 = sub i32 %30, %35
%37 = tail call i32 @pow(i32 2, i32 %20)
%38 = mul nsw i32 %37, %36
%39 = add i32 %34, %27
%40 = add i32 %39, %38
br label %41
41: ; preds = %10, %12
%42 = phi i32 [ %40, %12 ], [ %11, %10 ]
ret i32 %42
}