#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*/ assert(int);
char *calloc(int, int);
int /*<<< orphan*/ free(char *);
char *realloc(char *, int);
int /*<<< orphan*/ strcpy(char *, char *);
int strlen(char const *);
int /*<<< orphan*/ strncat(char *, char *, int);
int /*<<< orphan*/ strncpy(char *, char const *, int);
int mul_digit_string(const int digit, const char *in_string,
                     char **out_string_ptr) {
  assert(digit >= 0);
  assert(digit <= 9);
  if (digit == 0)
    strcpy(*out_string_ptr, "0");
  else if (digit == 1)
    strncpy(*out_string_ptr, in_string, strlen(in_string));
  else {
    int carry = 0;
    int i;
    for (i = strlen(in_string); i > 0; --i) {
      int in = *(in_string + i - 1) - '0';
      assert(in >= 0);
      assert(in <= 9);
      int product = in * digit + carry;
      int new = product % 10;
      *(*out_string_ptr + i - 1) = new + '0';
      carry = product / 10;
    }
    if (carry) {
      int out_len = strlen(*out_string_ptr);
      char *tmp = calloc(out_len + 1, sizeof(char));
      strncpy(tmp, *out_string_ptr, out_len);
      *out_string_ptr = realloc(*out_string_ptr, out_len + 2);
      *(*out_string_ptr) = carry + '0';
      *(*out_string_ptr + 1) = 0;
      strncat(*out_string_ptr, tmp, strlen(tmp));
      free(tmp);
    }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mul_digit_string>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
setge  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1090 <assert@plt>
cmpl   $0x9,-0x4(%rbp)
setle  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1090 <assert@plt>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jne    11d7 <mul_digit_string+0x57>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
lea    0xe33(%rip),%rsi
call   1050 <strcpy@plt>
jmp    1367 <mul_digit_string+0x1e7>
cmpl   $0x1,-0x4(%rbp)
jne    1211 <mul_digit_string+0x91>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1060 <strlen@plt>
mov    -0x48(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%rsi
mov    %eax,%edx
call   1040 <strncpy@plt>
jmp    1362 <mul_digit_string+0x1e2>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1060 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jle    12b1 <mul_digit_string+0x131>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
movsbl -0x1(%rax,%rcx,1),%eax
sub    $0x30,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
setge  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1090 <assert@plt>
cmpl   $0x9,-0x24(%rbp)
setle  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1090 <assert@plt>
mov    -0x24(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x2c(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x30,%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    %dl,-0x1(%rax,%rcx,1)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    $0xa,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1224 <mul_digit_string+0xa4>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
je     135d <mul_digit_string+0x1dd>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
call   1060 <strlen@plt>
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%edi
add    $0x1,%edi
mov    $0x1,%esi
call   1080 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
mov    -0x30(%rbp),%edx
call   1040 <strncpy@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%esi
add    $0x2,%esi
call   10a0 <realloc@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x30,%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
movb   $0x0,0x1(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
call   1060 <strlen@plt>
mov    -0x58(%rbp),%rdi
mov    -0x50(%rbp),%rsi
mov    %eax,%edx
call   1070 <strncat@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
jmp    1362 <mul_digit_string+0x1e2>
jmp    1367 <mul_digit_string+0x1e7>
xor    %eax,%eax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mul_digit_string>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdx,%r13
mov    %rsi,%r15
mov    %edi,%r12d
not    %edi
shr    $0x1f,%edi
call   1090 <assert@plt>
xor    %edi,%edi
cmp    $0xa,%r12d
setl   %dil
call   1090 <assert@plt>
cmp    $0x1,%r12d
je     11cd <mul_digit_string+0x4d>
test   %r12d,%r12d
jne    11eb <mul_digit_string+0x6b>
mov    0x0(%r13),%rdi
lea    0xe3d(%rip),%rsi
call   1050 <strcpy@plt>
jmp    12fd <mul_digit_string+0x17d>
mov    0x0(%r13),%rbp
mov    %r15,%rdi
call   1060 <strlen@plt>
mov    %rbp,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %eax,%edx
call   1040 <strncpy@plt>
jmp    12fd <mul_digit_string+0x17d>
mov    %r15,%rdi
call   1060 <strlen@plt>
test   %eax,%eax
jle    12fd <mul_digit_string+0x17d>
mov    %eax,%ebx
add    $0x1,%rbx
xor    %ebp,%ebp
mov    %r12d,0x4(%rsp)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movsbl -0x2(%r15,%rbx,1),%r14d
mov    %r15,%r12
mov    %r13,%r15
xor    %r13d,%r13d
cmp    $0x3a,%r14d
setl   %r13b
xor    %edi,%edi
cmp    $0x30,%r14d
setge  %dil
add    $0xffffffd0,%r14d
call   1090 <assert@plt>
mov    %r13d,%edi
mov    %r15,%r13
mov    %r12,%r15
mov    0x4(%rsp),%r12d
call   1090 <assert@plt>
imul   %r12d,%r14d
add    %ebp,%r14d
movslq %r14d,%rax
imul   $0x66666667,%rax,%rbp
mov    %rbp,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
sar    $0x22,%rbp
add    %ecx,%ebp
lea    0x0(%rbp,%rbp,1),%ecx
lea    (%rcx,%rcx,4),%ecx
sub    %ecx,%eax
add    $0x30,%al
mov    0x0(%r13),%rcx
mov    %al,-0x2(%rcx,%rbx,1)
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
cmp    $0x1,%rbx
ja     1210 <mul_digit_string+0x90>
add    $0x9,%r14d
cmp    $0x13,%r14d
jb     12fd <mul_digit_string+0x17d>
mov    0x0(%r13),%rdi
call   1060 <strlen@plt>
mov    %eax,%ebx
lea    0x1(%rbx),%edi
mov    $0x1,%esi
call   1080 <calloc@plt>
mov    %rax,%r15
mov    0x0(%r13),%rsi
mov    %rax,%rdi
mov    %ebx,%edx
call   1040 <strncpy@plt>
mov    0x0(%r13),%rdi
add    $0x2,%ebx
mov    %ebx,%esi
call   10a0 <realloc@plt>
mov    %rax,0x0(%r13)
add    $0x30,%bpl
mov    %bpl,(%rax)
mov    0x0(%r13),%rax
movb   $0x0,0x1(%rax)
mov    0x0(%r13),%rbp
mov    %r15,%rdi
call   1060 <strlen@plt>
mov    %rbp,%rdi
mov    %r15,%rsi
mov    %eax,%edx
call   1070 <strncat@plt>
mov    %r15,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [2 x i8] c"0\00"
define i32 @mul_digit_string(i32 %0, i8* %1, i8** %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i8**
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i8*
store i32 %0, i32* %4
store i8* %1, i8** %5
store i8** %2, i8*** %6
%14 = load i32, i32* %4
%15 = icmp sge i32 %14, 0
%16 = zext i1 %15 to i32
%17 = call i32 @assert(i32 %16)
%18 = load i32, i32* %4
%19 = icmp sle i32 %18, 9
%20 = zext i1 %19 to i32
%21 = call i32 @assert(i32 %20)
%22 = load i32, i32* %4
%23 = icmp eq i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %28
24: ; preds = %3
%25 = load i8**, i8*** %6
%26 = load i8*, i8** %25
%27 = call i32 @strcpy(i8* %26, i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %121
28: ; preds = %3
%29 = load i32, i32* %4
%30 = icmp eq i32 %29, 1
br i1 %30, label %31, label %38
31: ; preds = %28
%32 = load i8**, i8*** %6
%33 = load i8*, i8** %32
%34 = load i8*, i8** %5
%35 = load i8*, i8** %5
%36 = call i32 @strlen(i8* %35)
%37 = call i32 @strncpy(i8* %33, i8* %34, i32 %36)
br label %120
38: ; preds = %28
store i32 0, i32* %7
%39 = load i8*, i8** %5
%40 = call i32 @strlen(i8* %39)
store i32 %40, i32* %8
br label %41
41: ; preds = %79, %38
%42 = load i32, i32* %8
%43 = icmp sgt i32 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %82
44: ; preds = %41
%45 = load i8*, i8** %5
%46 = load i32, i32* %8
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %45, i64 %47
%49 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 -1
%50 = load i8, i8* %49
%51 = sext i8 %50 to i32
%52 = sub nsw i32 %51, 48
store i32 %52, i32* %9
%53 = load i32, i32* %9
%54 = icmp sge i32 %53, 0
%55 = zext i1 %54 to i32
%56 = call i32 @assert(i32 %55)
%57 = load i32, i32* %9
%58 = icmp sle i32 %57, 9
%59 = zext i1 %58 to i32
%60 = call i32 @assert(i32 %59)
%61 = load i32, i32* %9
%62 = load i32, i32* %4
%63 = mul nsw i32 %61, %62
%64 = load i32, i32* %7
%65 = add nsw i32 %63, %64
store i32 %65, i32* %10
%66 = load i32, i32* %10
%67 = srem i32 %66, 10
store i32 %67, i32* %11
%68 = load i32, i32* %11
%69 = add nsw i32 %68, 48
%70 = trunc i32 %69 to i8
%71 = load i8**, i8*** %6
%72 = load i8*, i8** %71
%73 = load i32, i32* %8
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i8, i8* %72, i64 %74
%76 = getelementptr inbounds i8, i8* %75, i64 -1
store i8 %70, i8* %76
%77 = load i32, i32* %10
%78 = sdiv i32 %77, 10
store i32 %78, i32* %7
br label %79
79: ; preds = %44
%80 = load i32, i32* %8
%81 = add nsw i32 %80, -1
store i32 %81, i32* %8
br label %41
82: ; preds = %41
%83 = load i32, i32* %7
%84 = icmp ne i32 %83, 0
br i1 %84, label %85, label %119
85: ; preds = %82
%86 = load i8**, i8*** %6
%87 = load i8*, i8** %86
%88 = call i32 @strlen(i8* %87)
store i32 %88, i32* %12
%89 = load i32, i32* %12
%90 = add nsw i32 %89, 1
%91 = call i8* @calloc(i32 %90, i32 1)
store i8* %91, i8** %13
%92 = load i8*, i8** %13
%93 = load i8**, i8*** %6
%94 = load i8*, i8** %93
%95 = load i32, i32* %12
%96 = call i32 @strncpy(i8* %92, i8* %94, i32 %95)
%97 = load i8**, i8*** %6
%98 = load i8*, i8** %97
%99 = load i32, i32* %12
%100 = add nsw i32 %99, 2
%101 = call i8* @realloc(i8* %98, i32 %100)
%102 = load i8**, i8*** %6
store i8* %101, i8** %102
%103 = load i32, i32* %7
%104 = add nsw i32 %103, 48
%105 = trunc i32 %104 to i8
%106 = load i8**, i8*** %6
%107 = load i8*, i8** %106
store i8 %105, i8* %107
%108 = load i8**, i8*** %6
%109 = load i8*, i8** %108
%110 = getelementptr inbounds i8, i8* %109, i64 1
store i8 0, i8* %110
%111 = load i8**, i8*** %6
%112 = load i8*, i8** %111
%113 = load i8*, i8** %13
%114 = load i8*, i8** %13
%115 = call i32 @strlen(i8* %114)
%116 = call i32 @strncat(i8* %112, i8* %113, i32 %115)
%117 = load i8*, i8** %13
%118 = call i32 @free(i8* %117)
br label %119
119: ; preds = %85, %82
br label %120
120: ; preds = %119, %31
br label %121
121: ; preds = %120, %24
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [2 x i8] c"0\00"
define i32 @mul_digit_string(i32 %0, i8* %1, i8** nocapture %2) {
%4 = xor i32 %0, -1
%5 = lshr i32 %4, 31
%6 = tail call i32 @assert(i32 %5)
%7 = icmp slt i32 %0, 10
%8 = zext i1 %7 to i32
%9 = tail call i32 @assert(i32 %8)
switch i32 %0, label %17 [
i32 0, label %10
i32 1, label %13
]
10: ; preds = %3
%11 = load i8*, i8** %2
%12 = tail call i32 @strcpy(i8* %11, i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %68
13: ; preds = %3
%14 = load i8*, i8** %2
%15 = tail call i32 @strlen(i8* %1)
%16 = tail call i32 @strncpy(i8* %14, i8* %1, i32 %15)
br label %68
17: ; preds = %3
%18 = tail call i32 @strlen(i8* %1)
%19 = icmp sgt i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %68
20: ; preds = %17
%21 = zext i32 %18 to i64
%22 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 -1
br label %23
23: ; preds = %20, %23
%24 = phi i64 [ %21, %20 ], [ %45, %23 ]
%25 = phi i32 [ 0, %20 ], [ %44, %23 ]
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %24
%27 = load i8, i8* %26
%28 = sext i8 %27 to i32
%29 = add nsw i32 %28, -48
%30 = icmp sgt i8 %27, 47
%31 = zext i1 %30 to i32
%32 = tail call i32 @assert(i32 %31)
%33 = icmp slt i8 %27, 58
%34 = zext i1 %33 to i32
%35 = tail call i32 @assert(i32 %34)
%36 = mul nsw i32 %29, %0
%37 = add nsw i32 %36, %25
%38 = srem i32 %37, 10
%39 = trunc i32 %38 to i8
%40 = add nsw i8 %39, 48
%41 = load i8*, i8** %2
%42 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 -1
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %42, i64 %24
store i8 %40, i8* %43
%44 = sdiv i32 %37, 10
%45 = add nsw i64 %24, -1
%46 = icmp ugt i64 %24, 1
br i1 %46, label %23, label %47
47: ; preds = %23
%48 = add i32 %37, 9
%49 = icmp ult i32 %48, 19
br i1 %49, label %68, label %50
50: ; preds = %47
%51 = load i8*, i8** %2
%52 = tail call i32 @strlen(i8* %51)
%53 = add nsw i32 %52, 1
%54 = tail call i8* @calloc(i32 %53, i32 1)
%55 = load i8*, i8** %2
%56 = tail call i32 @strncpy(i8* %54, i8* %55, i32 %52)
%57 = load i8*, i8** %2
%58 = add nsw i32 %52, 2
%59 = tail call i8* @realloc(i8* %57, i32 %58)
store i8* %59, i8** %2
%60 = trunc i32 %44 to i8
%61 = add i8 %60, 48
store i8 %61, i8* %59
%62 = load i8*, i8** %2
%63 = getelementptr inbounds i8, i8* %62, i64 1
store i8 0, i8* %63
%64 = load i8*, i8** %2
%65 = tail call i32 @strlen(i8* %54)
%66 = tail call i32 @strncat(i8* %64, i8* %54, i32 %65)
%67 = tail call i32 @free(i8* %54)
br label %68
68: ; preds = %17, %47, %50, %13, %10
ret i32 0
}