#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 */
unsigned long *foo(unsigned long *);
__attribute__((noipa)) unsigned long bar(unsigned long *x) {
  unsigned long c, d = 1, e, *f, g, h = 0, i;
  for (e = *x - 1; e > 0; e--) {
    f = foo(x + 1);
    for (i = 1; i < e; i++)
      f = foo(f);
    c = *f;
    if (c == 2)
      d *= 2;
    else {
      i = (c - 1) / 2 - 1;
      g = (2 * i + 1) * (d + 1) + (2 * d + 1);
      if (g > h)
        h = g;
      d *= c;
    }
  }
  return h;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bar>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jbe    122a <bar+0x11a>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
add    $0x8,%rdi
call   1030 <foo@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movq   $0x1,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jae    118b <bar+0x7b>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <foo@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    115f <bar+0x4f>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
cmpq   $0x2,-0x10(%rbp)
jne    11b2 <bar+0xa2>
mov    -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1214 <bar+0x104>
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
shr    $0x1,%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
add    $0x1,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
add    $0x1,%rcx
imul   %rcx,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
shl    $0x1,%rcx
add    $0x1,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jbe    1207 <bar+0xf7>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
imul   -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    1219 <bar+0x109>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    113b <bar+0x2b>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bar>:
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    (%rdi),%r13
add    $0xffffffffffffffff,%r13
je     11a5 <bar+0x95>
mov    %rdi,%r14
add    $0x8,%r14
mov    $0x1,%r12d
xor    %r15d,%r15d
jmp    116a <bar+0x5a>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x3(%rax),%rcx
or     $0x1,%rcx
lea    0x1(%r12),%rdx
imul   %rcx,%rdx
lea    (%rdx,%r12,2),%rcx
add    $0x1,%rcx
cmp    %r15,%rcx
cmova  %rcx,%r15
imul   %rax,%r12
add    $0xffffffffffffffff,%r13
je     11a8 <bar+0x98>
mov    %r14,%rdi
call   1030 <foo@plt>
cmp    $0x2,%r13
jb     1191 <bar+0x81>
mov    $0x1,%ebx
nopl   (%rax)
mov    %rax,%rdi
call   1030 <foo@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    %r13,%rbx
jb     1180 <bar+0x70>
mov    (%rax),%rax
cmp    $0x2,%rax
jne    1140 <bar+0x30>
add    %r12,%r12
add    $0xffffffffffffffff,%r13
jne    116a <bar+0x5a>
jmp    11a8 <bar+0x98>
xor    %r15d,%r15d
mov    %r15,%rax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @bar(i64* %0) {
%2 = alloca i64*
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
store i64* %0, i64** %2
store i64 1, i64* %4
store i64 0, i64* %8
%10 = load i64*, i64** %2
%11 = load i64, i64* %10
%12 = sub i64 %11, 1
store i64 %12, i64* %5
br label %13
13: ; preds = %63, %1
%14 = load i64, i64* %5
%15 = icmp ugt i64 %14, 0
br i1 %15, label %16, label %66
16: ; preds = %13
%17 = load i64*, i64** %2
%18 = getelementptr inbounds i64, i64* %17, i64 1
%19 = call i64* @foo(i64* %18)
store i64* %19, i64** %6
store i64 1, i64* %9
br label %20
20: ; preds = %27, %16
%21 = load i64, i64* %9
%22 = load i64, i64* %5
%23 = icmp ult i64 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %30
24: ; preds = %20
%25 = load i64*, i64** %6
%26 = call i64* @foo(i64* %25)
store i64* %26, i64** %6
br label %27
27: ; preds = %24
%28 = load i64, i64* %9
%29 = add i64 %28, 1
store i64 %29, i64* %9
br label %20
30: ; preds = %20
%31 = load i64*, i64** %6
%32 = load i64, i64* %31
store i64 %32, i64* %3
%33 = load i64, i64* %3
%34 = icmp eq i64 %33, 2
br i1 %34, label %35, label %38
35: ; preds = %30
%36 = load i64, i64* %4
%37 = mul i64 %36, 2
store i64 %37, i64* %4
br label %62
38: ; preds = %30
%39 = load i64, i64* %3
%40 = sub i64 %39, 1
%41 = udiv i64 %40, 2
%42 = sub i64 %41, 1
store i64 %42, i64* %9
%43 = load i64, i64* %9
%44 = mul i64 2, %43
%45 = add i64 %44, 1
%46 = load i64, i64* %4
%47 = add i64 %46, 1
%48 = mul i64 %45, %47
%49 = load i64, i64* %4
%50 = mul i64 2, %49
%51 = add i64 %50, 1
%52 = add i64 %48, %51
store i64 %52, i64* %7
%53 = load i64, i64* %7
%54 = load i64, i64* %8
%55 = icmp ugt i64 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %58
56: ; preds = %38
%57 = load i64, i64* %7
store i64 %57, i64* %8
br label %58
58: ; preds = %56, %38
%59 = load i64, i64* %3
%60 = load i64, i64* %4
%61 = mul i64 %60, %59
store i64 %61, i64* %4
br label %62
62: ; preds = %58, %35
br label %63
63: ; preds = %62
%64 = load i64, i64* %5
%65 = add i64 %64, -1
store i64 %65, i64* %5
br label %13
66: ; preds = %13
%67 = load i64, i64* %8
ret i64 %67
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @bar(i64* %0) {
%2 = load i64, i64* %0
%3 = add i64 %2, -1
%4 = icmp eq i64 %3, 0
br i1 %4, label %41, label %5
5: ; preds = %1
%6 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 1
br label %7
7: ; preds = %5, %36
%8 = phi i64 [ %3, %5 ], [ %39, %36 ]
%9 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %38, %36 ]
%10 = phi i64 [ 1, %5 ], [ %37, %36 ]
%11 = tail call i64* @foo(i64* %6)
%12 = icmp ugt i64 %8, 1
br i1 %12, label %13, label %19
13: ; preds = %7, %13
%14 = phi i64 [ %17, %13 ], [ 1, %7 ]
%15 = phi i64* [ %16, %13 ], [ %11, %7 ]
%16 = tail call i64* @foo(i64* %15)
%17 = add nuw i64 %14, 1
%18 = icmp ult i64 %17, %8
br i1 %18, label %13, label %19
19: ; preds = %13, %7
%20 = phi i64* [ %11, %7 ], [ %16, %13 ]
%21 = load i64, i64* %20
%22 = icmp eq i64 %21, 2
br i1 %22, label %23, label %25
23: ; preds = %19
%24 = shl i64 %10, 1
br label %36
25: ; preds = %19
%26 = add i64 %21, -3
%27 = or i64 %26, 1
%28 = add i64 %10, 1
%29 = mul i64 %27, %28
%30 = shl i64 %10, 1
%31 = or i64 %30, 1
%32 = add i64 %31, %29
%33 = icmp ugt i64 %32, %9
%34 = select i1 %33, i64 %32, i64 %9
%35 = mul i64 %21, %10
br label %36
36: ; preds = %23, %25
%37 = phi i64 [ %24, %23 ], [ %35, %25 ]
%38 = phi i64 [ %9, %23 ], [ %34, %25 ]
%39 = add i64 %8, -1
%40 = icmp eq i64 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %7
41: ; preds = %36, %1
%42 = phi i64 [ 0, %1 ], [ %38, %36 ]
ret i64 %42
}