#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 /*<<< orphan*/ memset(int *, int /*<<< orphan*/, int);
int *countBits(int num, int *returnSize) {
  num++;
  *returnSize = num;
  int *arr = (int *)malloc(sizeof(int) * num);
  memset(arr, 0, sizeof(int) * num);
  for (int i = 1; i < num; i++)
    arr[i] = (i & 1) ? arr[i >> 1] + 1 : arr[i >> 1];
  return arr;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countBits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
xor    %esi,%esi
call   1030 <memset@plt>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    11d5 <countBits+0xb5>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11a6 <countBits+0x86>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11b9 <countBits+0x99>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1170 <countBits+0x50>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countBits>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
lea    0x1(%r14),%r15d
mov    %r15d,(%rsi)
lea    0x4(,%r14,4),%ebp
mov    %ebp,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    %rax,%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1030 <memset@plt>
test   %r14d,%r14d
jle    11cf <countBits+0xaf>
mov    %r15d,%ecx
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    $0x1,%eax
cmp    $0x2,%r15d
je     11ba <countBits+0x9a>
mov    %rcx,%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
mov    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    $0x1,%esi
nopl   0x0(%rax)
lea    -0x1(%rsi),%edi
and    $0x7fffffff,%edi
mov    (%rbx,%rdi,4),%edi
add    $0x1,%edi
mov    %edi,-0x4(%rbx,%rsi,8)
mov    %esi,%edi
and    $0x7fffffff,%edi
mov    (%rbx,%rdi,4),%edi
mov    %edi,(%rbx,%rsi,8)
add    $0x1,%rsi
lea    (%rdx,%rax,1),%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
cmp    $0xffffffffffffffff,%rdi
jne    1180 <countBits+0x60>
neg    %rax
test   $0x1,%cl
je     11cf <countBits+0xaf>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
mov    %eax,%edx
and    $0x1,%edx
add    (%rbx,%rcx,2),%edx
mov    %edx,(%rbx,%rax,4)
mov    %rbx,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @countBits(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32* %1, i32** %4
%7 = load i32, i32* %3
%8 = add nsw i32 %7, 1
store i32 %8, i32* %3
%9 = load i32, i32* %3
%10 = load i32*, i32** %4
store i32 %9, i32* %10
%11 = load i32, i32* %3
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 4, %12
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = call i64 @malloc(i32 %14)
%16 = inttoptr i64 %15 to i32*
store i32* %16, i32** %5
%17 = load i32*, i32** %5
%18 = load i32, i32* %3
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = mul i64 4, %19
%21 = trunc i64 %20 to i32
%22 = call i32 @memset(i32* %17, i32 0, i32 %21)
store i32 1, i32* %6
br label %23
23: ; preds = %52, %2
%24 = load i32, i32* %6
%25 = load i32, i32* %3
%26 = icmp slt i32 %24, %25
br i1 %26, label %27, label %55
27: ; preds = %23
%28 = load i32, i32* %6
%29 = and i32 %28, 1
%30 = icmp ne i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %39
31: ; preds = %27
%32 = load i32*, i32** %5
%33 = load i32, i32* %6
%34 = ashr i32 %33, 1
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = add nsw i32 %37, 1
br label %46
39: ; preds = %27
%40 = load i32*, i32** %5
%41 = load i32, i32* %6
%42 = ashr i32 %41, 1
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
br label %46
46: ; preds = %39, %31
%47 = phi i32 [ %38, %31 ], [ %45, %39 ]
%48 = load i32*, i32** %5
%49 = load i32, i32* %6
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %48, i64 %50
store i32 %47, i32* %51
br label %52
52: ; preds = %46
%53 = load i32, i32* %6
%54 = add nsw i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %6
br label %23
55: ; preds = %23
%56 = load i32*, i32** %5
ret i32* %56
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @countBits(i32 %0, i32* nocapture writeonly %1) {
%3 = add i32 %0, 1
store i32 %3, i32* %1
%4 = shl i32 %3, 2
%5 = tail call i64 @malloc(i32 %4)
%6 = inttoptr i64 %5 to i32*
%7 = tail call i32 @memset(i32* %6, i32 0, i32 %4)
%8 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %8, label %28, label %9
9: ; preds = %2
%10 = zext i32 %3 to i64
%11 = add nsw i64 %10, -1
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i32 %3, 2
br i1 %13, label %16, label %14
14: ; preds = %9
%15 = and i64 %11, -2
br label %29
16: ; preds = %29, %9
%17 = phi i64 [ 1, %9 ], [ %44, %29 ]
%18 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %18, label %28, label %19
19: ; preds = %16
%20 = lshr i64 %17, 1
%21 = and i64 %20, 2147483647
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %21
%23 = load i32, i32* %22
%24 = trunc i64 %17 to i32
%25 = and i32 %24, 1
%26 = add nsw i32 %23, %25
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %17
store i32 %26, i32* %27
br label %28
28: ; preds = %19, %16, %2
ret i32* %6
29: ; preds = %29, %14
%30 = phi i64 [ 1, %14 ], [ %44, %29 ]
%31 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %45, %29 ]
%32 = lshr i64 %30, 1
%33 = and i64 %32, 2147483647
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = add nsw i32 %35, 1
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %30
store i32 %36, i32* %37
%38 = add nuw nsw i64 %30, 1
%39 = lshr i64 %38, 1
%40 = and i64 %39, 2147483647
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %38
store i32 %42, i32* %43
%44 = add nuw nsw i64 %30, 2
%45 = add nuw i64 %31, 2
%46 = icmp eq i64 %45, %15
br i1 %46, label %16, label %29
}