#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*/ free(char *);
scalar_t__ isValid(char *);
char *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ memcpy(char *, char *, int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, char *, int);
scalar_t__ realloc(char **, int);
void recurse(char *s, int left, int right, int *num, int n, char ***result) {
  if (left == 0 && right == 0) {
    if (isValid(s) == 0) {
      free(s);
      return;
    }
    (*num)++;
    *result = (char **)realloc(*result, *num * sizeof(char *));
    s[n] = '\0';
    (*result)[*num - 1] = s;
    printf("out:%s num:%d\n", s, *num);
    return;
  }
  if (left > 0 && right > 0) {
    char *s1 = malloc(n + 1);
    if (s)
      memcpy(s1, s, n);
    s1[n - left - right] = '(';
    recurse(s1, left - 1, right, num, n, result);
    char *s2 = malloc(n + 1);
    if (s)
      memcpy(s2, s, n);
    s2[n - left - right] = ')';
    recurse(s2, left, right - 1, num, n, result);
    if (s)
      free(s);
    return;
  }
  if (left > 0) {
    s[n - left - right] = '(';
    recurse(s, left - 1, right, num, n, result);
    return;
  }
  if (right > 0) {
    s[n - left - right] = ')';
    recurse(s, left, right - 1, num, n, result);
    return;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<recurse>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jne    1233 <recurse+0xc3>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1233 <recurse+0xc3>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1090 <isValid@plt>
cmp    $0x0,%rax
jne    11c3 <recurse+0x53>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1040 <free@plt>
jmp    1395 <recurse+0x225>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq (%rax),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%esi
call   1080 <realloc@plt>
mov    %rax,%rcx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%edx
lea    0xdd7(%rip),%rdi
call   1050 <printf@plt>
jmp    1395 <recurse+0x225>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jle    1318 <recurse+0x1a8>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1318 <recurse+0x1a8>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
add    $0x1,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1271 <recurse+0x101>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1060 <memcpy@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x28,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%r8d
mov    -0x28(%rbp),%r9
call   1030 <recurse@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
add    $0x1,%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     12cd <recurse+0x15d>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
mov    -0x1c(%rbp),%edx
call   1060 <memcpy@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x29,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%r8d
mov    -0x28(%rbp),%r9
call   1030 <recurse@plt>
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1313 <recurse+0x1a3>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1040 <free@plt>
jmp    1395 <recurse+0x225>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jle    1359 <recurse+0x1e9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x28,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%r8d
mov    -0x28(%rbp),%r9
call   1030 <recurse@plt>
jmp    1395 <recurse+0x225>
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jle    1395 <recurse+0x225>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x10(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x29,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0xc(%rbp),%esi
mov    -0x10(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x1c(%rbp),%r8d
mov    -0x28(%rbp),%r9
call   1030 <recurse@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<recurse>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r9,%r14
mov    %r8d,%r12d
mov    %rcx,%rbp
mov    %rdi,%r13
mov    %edx,%eax
or     %esi,%eax
je     1295 <recurse+0x125>
mov    %esi,%ebx
mov    %rbp,0x8(%rsp)
lea    0x1(%r12),%eax
mov    %eax,0x4(%rsp)
movslq %edx,%rax
mov    %r12d,%ecx
sub    %eax,%ecx
sub    %ebx,%ecx
mov    %ecx,%r15d
mov    %rax,%rbp
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
test   %ebx,%ebx
jle    11c9 <recurse+0x59>
test   %rbp,%rbp
jg     1220 <recurse+0xb0>
test   %ebx,%ebx
jg     1200 <recurse+0x90>
test   %rbp,%rbp
jle    12f3 <recurse+0x183>
movslq %r15d,%r15
movb   $0x29,0x0(%r13,%r15,1)
lea    -0x1(%rbp),%esi
add    $0xffffffffffffffff,%rbp
add    $0x1,%r15d
or     %ebx,%esi
jne    11c0 <recurse+0x50>
jmp    1290 <recurse+0x120>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %r12d,%edi
sub    %ebx,%edi
sub    %edx,%edi
movslq %edi,%rsi
movb   $0x28,0x0(%r13,%rsi,1)
add    $0xffffffff,%ebx
add    $0x1,%ecx
mov    %edx,%esi
or     %ebx,%esi
jne    11ae <recurse+0x3e>
jmp    1290 <recurse+0x120>
xchg   %ax,%ax
mov    %r14,0x10(%rsp)
mov    0x4(%rsp),%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
test   %r13,%r13
je     1244 <recurse+0xd4>
mov    %r14,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r12d,%edx
call   1060 <memcpy@plt>
movslq %r15d,%r15
movb   $0x28,(%r14,%r15,1)
lea    -0x1(%rbx),%esi
mov    %r14,%rdi
mov    %ebp,%edx
mov    0x8(%rsp),%rcx
mov    %r12d,%r8d
mov    0x10(%rsp),%r9
call   1030 <recurse@plt>
mov    0x4(%rsp),%edi
call   1070 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
test   %r13,%r13
jne    1302 <recurse+0x192>
movb   $0x29,(%r14,%r15,1)
lea    -0x1(%rbp),%edx
mov    %r14,%r13
mov    0x10(%rsp),%r14
jmp    11a4 <recurse+0x34>
mov    0x8(%rsp),%rbp
mov    %r13,%rdi
call   1090 <isValid@plt>
test   %rax,%rax
je     132f <recurse+0x1bf>
mov    0x0(%rbp),%eax
lea    0x1(%rax),%ecx
mov    %ecx,0x0(%rbp)
mov    (%r14),%rdi
lea    0x8(,%rax,8),%esi
call   1080 <realloc@plt>
mov    %rax,(%r14)
movslq %r12d,%rax
movb   $0x0,0x0(%r13,%rax,1)
mov    (%r14),%rax
movslq 0x0(%rbp),%rdx
mov    %r13,-0x8(%rax,%rdx,8)
lea    0xd23(%rip),%rdi
mov    %r13,%rsi
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1050 <printf@plt>
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r14,%rdi
mov    %r13,%rsi
mov    %r12d,%edx
call   1060 <memcpy@plt>
movb   $0x29,(%r14,%r15,1)
lea    -0x1(%rbp),%edx
mov    %r14,%rdi
mov    %ebx,%esi
mov    0x8(%rsp),%rcx
mov    %r12d,%r8d
mov    0x10(%rsp),%r9
call   1030 <recurse@plt>
mov    %r13,%rdi
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1040 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [15 x i8] c"out:%s num:%d\0A\00"
define void @recurse(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32 %4, i8*** %5) {
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i8***
%13 = alloca i8*
%14 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %7
store i32 %1, i32* %8
store i32 %2, i32* %9
store i32* %3, i32** %10
store i32 %4, i32* %11
store i8*** %5, i8**** %12
%15 = load i32, i32* %8
%16 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %57
17: ; preds = %6
%18 = load i32, i32* %9
%19 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %57
20: ; preds = %17
%21 = load i8*, i8** %7
%22 = call i64 @isValid(i8* %21)
%23 = icmp eq i64 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %27
24: ; preds = %20
%25 = load i8*, i8** %7
%26 = call i32 @free(i8* %25)
br label %160
27: ; preds = %20
%28 = load i32*, i32** %10
%29 = load i32, i32* %28
%30 = add nsw i32 %29, 1
store i32 %30, i32* %28
%31 = load i8***, i8**** %12
%32 = load i8**, i8*** %31
%33 = load i32*, i32** %10
%34 = load i32, i32* %33
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = mul i64 %35, 8
%37 = trunc i64 %36 to i32
%38 = call i64 @realloc(i8** %32, i32 %37)
%39 = inttoptr i64 %38 to i8**
%40 = load i8***, i8**** %12
store i8** %39, i8*** %40
%41 = load i8*, i8** %7
%42 = load i32, i32* %11
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 %43
store i8 0, i8* %44
%45 = load i8*, i8** %7
%46 = load i8***, i8**** %12
%47 = load i8**, i8*** %46
%48 = load i32*, i32** %10
%49 = load i32, i32* %48
%50 = sub nsw i32 %49, 1
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i8*, i8** %47, i64 %51
store i8* %45, i8** %52
%53 = load i8*, i8** %7
%54 = load i32*, i32** %10
%55 = load i32, i32* %54
%56 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([15 x i8], [15 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %53, i32 %55)
br label %160
57: ; preds = %17, %6
%58 = load i32, i32* %8
%59 = icmp sgt i32 %58, 0
br i1 %59, label %60, label %122
60: ; preds = %57
%61 = load i32, i32* %9
%62 = icmp sgt i32 %61, 0
br i1 %62, label %63, label %122
63: ; preds = %60
%64 = load i32, i32* %11
%65 = add nsw i32 %64, 1
%66 = call i8* @malloc(i32 %65)
store i8* %66, i8** %13
%67 = load i8*, i8** %7
%68 = icmp ne i8* %67, null
br i1 %68, label %69, label %74
69: ; preds = %63
%70 = load i8*, i8** %13
%71 = load i8*, i8** %7
%72 = load i32, i32* %11
%73 = call i32 @memcpy(i8* %70, i8* %71, i32 %72)
br label %74
74: ; preds = %69, %63
%75 = load i8*, i8** %13
%76 = load i32, i32* %11
%77 = load i32, i32* %8
%78 = sub nsw i32 %76, %77
%79 = load i32, i32* %9
%80 = sub nsw i32 %78, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %75, i64 %81
store i8 40, i8* %82
%83 = load i8*, i8** %13
%84 = load i32, i32* %8
%85 = sub nsw i32 %84, 1
%86 = load i32, i32* %9
%87 = load i32*, i32** %10
%88 = load i32, i32* %11
%89 = load i8***, i8**** %12
%90 = load i32, i32* %11
%91 = add nsw i32 %90, 1
%92 = call i8* @malloc(i32 %91)
store i8* %92, i8** %14
%93 = load i8*, i8** %7
%94 = icmp ne i8* %93, null
br i1 %94, label %95, label %100
95: ; preds = %74
%96 = load i8*, i8** %14
%97 = load i8*, i8** %7
%98 = load i32, i32* %11
%99 = call i32 @memcpy(i8* %96, i8* %97, i32 %98)
br label %100
100: ; preds = %95, %74
%101 = load i8*, i8** %14
%102 = load i32, i32* %11
%103 = load i32, i32* %8
%104 = sub nsw i32 %102, %103
%105 = load i32, i32* %9
%106 = sub nsw i32 %104, %105
%107 = sext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds i8, i8* %101, i64 %107
store i8 41, i8* %108
%109 = load i8*, i8** %14
%110 = load i32, i32* %8
%111 = load i32, i32* %9
%112 = sub nsw i32 %111, 1
%113 = load i32*, i32** %10
%114 = load i32, i32* %11
%115 = load i8***, i8**** %12
%116 = load i8*, i8** %7
%117 = icmp ne i8* %116, null
br i1 %117, label %118, label %121
118: ; preds = %100
%119 = load i8*, i8** %7
%120 = call i32 @free(i8* %119)
br label %121
121: ; preds = %118, %100
br label %160
122: ; preds = %60, %57
%123 = load i32, i32* %8
%124 = icmp sgt i32 %123, 0
br i1 %124, label %125, label %141
125: ; preds = %122
%126 = load i8*, i8** %7
%127 = load i32, i32* %11
%128 = load i32, i32* %8
%129 = sub nsw i32 %127, %128
%130 = load i32, i32* %9
%131 = sub nsw i32 %129, %130
%132 = sext i32 %131 to i64
%133 = getelementptr inbounds i8, i8* %126, i64 %132
store i8 40, i8* %133
%134 = load i8*, i8** %7
%135 = load i32, i32* %8
%136 = sub nsw i32 %135, 1
%137 = load i32, i32* %9
%138 = load i32*, i32** %10
%139 = load i32, i32* %11
%140 = load i8***, i8**** %12
br label %160
141: ; preds = %122
%142 = load i32, i32* %9
%143 = icmp sgt i32 %142, 0
br i1 %143, label %144, label %160
144: ; preds = %141
%145 = load i8*, i8** %7
%146 = load i32, i32* %11
%147 = load i32, i32* %8
%148 = sub nsw i32 %146, %147
%149 = load i32, i32* %9
%150 = sub nsw i32 %148, %149
%151 = sext i32 %150 to i64
%152 = getelementptr inbounds i8, i8* %145, i64 %151
store i8 41, i8* %152
%153 = load i8*, i8** %7
%154 = load i32, i32* %8
%155 = load i32, i32* %9
%156 = sub nsw i32 %155, 1
%157 = load i32*, i32** %10
%158 = load i32, i32* %11
%159 = load i8***, i8**** %12
br label %160
160: ; preds = %24, %27, %121, %125, %144, %141
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [15 x i8] c"out:%s num:%d\0A\00"
define void @recurse(i8* %0, i32 %1, i32 %2, i32* %3, i32 %4, i8*** %5) {
%7 = or i32 %2, %1
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %19, label %9
9: ; preds = %6
%10 = add nsw i32 %4, 1
br label %11
11: ; preds = %64, %9
%12 = phi i32 [ %2, %9 ], [ %66, %64 ]
%13 = phi i32 [ %1, %9 ], [ %17, %64 ]
%14 = phi i8* [ %0, %9 ], [ %56, %64 ]
%15 = sext i32 %12 to i64
br label %16
16: ; preds = %11, %68
%17 = phi i32 [ %13, %11 ], [ %73, %68 ]
%18 = icmp sgt i32 %17, 0
br label %40
19: ; preds = %68, %77, %6
%20 = phi i8* [ %0, %6 ], [ %14, %77 ], [ %14, %68 ]
%21 = tail call i64 @isValid(i8* %20)
%22 = icmp eq i64 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %25
23: ; preds = %19
%24 = tail call i32 @free(i8* %20)
br label %57
25: ; preds = %19
%26 = load i32, i32* %3
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %3
%28 = load i8**, i8*** %5
%29 = shl i32 %27, 3
%30 = tail call i64 @realloc(i8** %28, i32 %29)
%31 = inttoptr i64 %30 to i8**
store i8** %31, i8*** %5
%32 = sext i32 %4 to i64
%33 = getelementptr inbounds i8, i8* %20, i64 %32
store i8 0, i8* %33
%34 = load i8**, i8*** %5
%35 = load i32, i32* %3
%36 = add nsw i32 %35, -1
%37 = sext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i8*, i8** %34, i64 %37
store i8* %20, i8** %38
%39 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([15 x i8], [15 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %20, i32 %35)
br label %57
40: ; preds = %16, %77
%41 = phi i64 [ %15, %16 ], [ %83, %77 ]
%42 = icmp sgt i64 %41, 0
%43 = and i1 %18, %42
br i1 %43, label %44, label %67
44: ; preds = %40
%45 = trunc i64 %41 to i32
%46 = tail call i8* @malloc(i32 %10)
%47 = icmp eq i8* %14, null
br i1 %47, label %50, label %48
48: ; preds = %44
%49 = tail call i32 @memcpy(i8* %46, i8* %14, i32 %4)
br label %50
50: ; preds = %48, %44
%51 = add i32 %17, %45
%52 = sub i32 %4, %51
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %46, i64 %53
store i8 40, i8* %54
%55 = add nsw i32 %17, -1
tail call void @recurse(i8* %46, i32 %55, i32 %45, i32* %3, i32 %4, i8*** %5)
%56 = tail call i8* @malloc(i32 %10)
br i1 %47, label %64, label %58
57: ; preds = %76, %25, %23, %58
ret void
58: ; preds = %50
%59 = trunc i64 %41 to i32
%60 = tail call i32 @memcpy(i8* %56, i8* %14, i32 %4)
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %56, i64 %53
store i8 41, i8* %61
%62 = add nsw i32 %59, -1
tail call void @recurse(i8* %56, i32 %17, i32 %62, i32* %3, i32 %4, i8*** %5)
%63 = tail call i32 @free(i8* %14)
br label %57
64: ; preds = %50
%65 = getelementptr inbounds i8, i8* %56, i64 %53
store i8 41, i8* %65
%66 = add nsw i32 %45, -1
br label %11
67: ; preds = %40
br i1 %18, label %68, label %76
68: ; preds = %67
%69 = add i32 %17, %12
%70 = sub i32 %4, %69
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %71
store i8 40, i8* %72
%73 = add nsw i32 %17, -1
%74 = or i32 %12, %73
%75 = icmp eq i32 %74, 0
br i1 %75, label %19, label %16
76: ; preds = %67
br i1 %42, label %77, label %57
77: ; preds = %76
%78 = trunc i64 %41 to i32
%79 = add i32 %17, %78
%80 = sub i32 %4, %79
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %81
store i8 41, i8* %82
%83 = add nsw i64 %41, -1
%84 = trunc i64 %83 to i32
%85 = or i32 %17, %84
%86 = icmp eq i32 %85, 0
br i1 %86, label %19, label %40
}