#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 wchar_t;

/* Variables and functions */
int *reallocarray(int /*<<< orphan*/ *, size_t, int);
size_t utf8_widen_len(char const *);
wchar_t *utf8_to_utf16(const char utf8[]) {
  size_t size = utf8_widen_len(utf8);
  wchar_t *const utf16 = reallocarray(NULL, size + 1, sizeof(wchar_t));
  wchar_t *t = utf16;
  const char *p = utf8;
  unsigned char c;
  while ((c = *p++) != '\0') {
    wchar_t wc;
    if (c < 0x80) {
      wc = c;
    } else if ((c & 0xe0) == 0xc0) {
      wc = ((c & 0x1f) << 6) | ((*p++) & 0x3f);
    } else if ((c & 0xf0) == 0xe0) {
      wc = ((c & 0x0f) << 12) | ((p[0] & 0x3f) << 6) | (p[1] & 0x3f);
      p += 2;
    } else {
      const unsigned int r32 = ((c & 0x07) << 18) | ((p[0] & 0x3f) << 12) |
                               ((p[1] & 0x3f) << 6) | (p[2] & 0x3f);
      p += 3;
      *t++ = 0xd800 | (((r32 - 0x10000) >> 10) & 0x3ff);
      wc = 0xdc00 | (r32 & 0x3ff);
    }
    *t++ = wc;
  }
  *t = 0;
  return utf16;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<utf8_to_utf16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1040 <utf8_widen_len@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rsi
add    $0x1,%rsi
xor    %eax,%eax
mov    %eax,%edi
mov    $0x4,%edx
call   1030 <reallocarray@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
mov    (%rax),%al
mov    %al,-0x29(%rbp)
movzbl %al,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     12ca <utf8_to_utf16+0x1aa>
movzbl -0x29(%rbp),%eax
cmp    $0x80,%eax
jge    119e <utf8_to_utf16+0x7e>
movzbl -0x29(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    12b1 <utf8_to_utf16+0x191>
movzbl -0x29(%rbp),%eax
and    $0xe0,%eax
cmp    $0xc0,%eax
jne    11db <utf8_to_utf16+0xbb>
movzbl -0x29(%rbp),%eax
and    $0x1f,%eax
shl    $0x6,%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
movsbl (%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    12ac <utf8_to_utf16+0x18c>
movzbl -0x29(%rbp),%eax
and    $0xf0,%eax
cmp    $0xe0,%eax
jne    1229 <utf8_to_utf16+0x109>
movzbl -0x29(%rbp),%eax
and    $0xf,%eax
shl    $0xc,%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movsbl (%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
shl    $0x6,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movsbl 0x1(%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    12a7 <utf8_to_utf16+0x187>
movzbl -0x29(%rbp),%eax
and    $0x7,%eax
shl    $0x12,%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movsbl (%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
shl    $0xc,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movsbl 0x1(%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
shl    $0x6,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movsbl 0x2(%rcx),%ecx
and    $0x3f,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x3,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x10000,%ecx
shr    $0xa,%ecx
and    $0x3ff,%ecx
or     $0xd800,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x4,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x34(%rbp),%eax
and    $0x3ff,%eax
or     $0xdc00,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    12ac <utf8_to_utf16+0x18c>
jmp    12b1 <utf8_to_utf16+0x191>
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x4,%rdx
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,(%rax)
jmp    1163 <utf8_to_utf16+0x43>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<utf8_to_utf16>:
push   %rbx
mov    %rdi,%rbx
call   1040 <utf8_widen_len@plt>
lea    0x1(%rax),%rsi
xor    %edi,%edi
mov    $0x4,%edx
call   1030 <reallocarray@plt>
mov    (%rbx),%dl
mov    %rax,%rcx
test   %dl,%dl
je     1216 <utf8_to_utf16+0xf6>
mov    %rax,%rcx
jmp    1165 <utf8_to_utf16+0x45>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbx
mov    %edx,(%rcx)
add    $0x4,%rcx
movzbl (%rbx),%edx
test   %dl,%dl
je     1216 <utf8_to_utf16+0xf6>
movzbl %dl,%edx
test   %dl,%dl
jns    1150 <utf8_to_utf16+0x30>
mov    %edx,%esi
and    $0xffffffe0,%esi
cmp    $0xc0,%esi
jne    118e <utf8_to_utf16+0x6e>
and    $0x1f,%edx
shl    $0x6,%edx
movzbl 0x1(%rbx),%esi
add    $0x2,%rbx
and    $0x3f,%esi
or     %esi,%edx
jmp    1154 <utf8_to_utf16+0x34>
mov    %edx,%esi
and    $0xfffffff0,%esi
cmp    $0xe0,%esi
jne    11bc <utf8_to_utf16+0x9c>
shl    $0xc,%edx
movzwl %dx,%edx
movzbl 0x1(%rbx),%esi
and    $0x3f,%esi
shl    $0x6,%esi
or     %edx,%esi
movzbl 0x2(%rbx),%edx
and    $0x3f,%edx
or     %esi,%edx
add    $0x3,%rbx
jmp    1154 <utf8_to_utf16+0x34>
and    $0x7,%edx
shl    $0x12,%edx
movzbl 0x1(%rbx),%esi
and    $0x3f,%esi
shl    $0xc,%esi
or     %edx,%esi
movzbl 0x2(%rbx),%edi
and    $0x3f,%edi
shl    $0x6,%edi
or     %esi,%edi
movzbl 0x3(%rbx),%esi
and    $0x3f,%esi
lea    (%rdi,%rsi,1),%edx
add    $0x4,%rbx
add    %edi,%esi
add    $0xf0000,%esi
shr    $0xa,%esi
and    $0x3ff,%esi
or     $0xd800,%esi
mov    %esi,(%rcx)
add    $0x4,%rcx
and    $0x3ff,%edx
or     $0xdc00,%edx
jmp    1154 <utf8_to_utf16+0x34>
movl   $0x0,(%rcx)
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @utf8_to_utf16(i8* %0) {
%2 = alloca i8*
%3 = alloca i64
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i8
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i8* %0, i8** %2
%10 = load i8*, i8** %2
%11 = call i64 @utf8_widen_len(i8* %10)
store i64 %11, i64* %3
%12 = load i64, i64* %3
%13 = add i64 %12, 1
%14 = call i32* @reallocarray(i32* null, i64 %13, i32 4)
store i32* %14, i32** %4
%15 = load i32*, i32** %4
store i32* %15, i32** %5
%16 = load i8*, i8** %2
store i8* %16, i8** %6
br label %17
17: ; preds = %110, %1
%18 = load i8*, i8** %6
%19 = getelementptr inbounds i8, i8* %18, i32 1
store i8* %19, i8** %6
%20 = load i8, i8* %18
store i8 %20, i8* %7
%21 = zext i8 %20 to i32
%22 = icmp ne i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %114
23: ; preds = %17
%24 = load i8, i8* %7
%25 = zext i8 %24 to i32
%26 = icmp slt i32 %25, 128
br i1 %26, label %27, label %30
27: ; preds = %23
%28 = load i8, i8* %7
%29 = zext i8 %28 to i32
store i32 %29, i32* %8
br label %110
30: ; preds = %23
%31 = load i8, i8* %7
%32 = zext i8 %31 to i32
%33 = and i32 %32, 224
%34 = icmp eq i32 %33, 192
br i1 %34, label %35, label %46
35: ; preds = %30
%36 = load i8, i8* %7
%37 = zext i8 %36 to i32
%38 = and i32 %37, 31
%39 = shl i32 %38, 6
%40 = load i8*, i8** %6
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %40, i32 1
store i8* %41, i8** %6
%42 = load i8, i8* %40
%43 = sext i8 %42 to i32
%44 = and i32 %43, 63
%45 = or i32 %39, %44
store i32 %45, i32* %8
br label %109
46: ; preds = %30
%47 = load i8, i8* %7
%48 = zext i8 %47 to i32
%49 = and i32 %48, 240
%50 = icmp eq i32 %49, 224
br i1 %50, label %51, label %71
51: ; preds = %46
%52 = load i8, i8* %7
%53 = zext i8 %52 to i32
%54 = and i32 %53, 15
%55 = shl i32 %54, 12
%56 = load i8*, i8** %6
%57 = getelementptr inbounds i8, i8* %56, i64 0
%58 = load i8, i8* %57
%59 = sext i8 %58 to i32
%60 = and i32 %59, 63
%61 = shl i32 %60, 6
%62 = or i32 %55, %61
%63 = load i8*, i8** %6
%64 = getelementptr inbounds i8, i8* %63, i64 1
%65 = load i8, i8* %64
%66 = sext i8 %65 to i32
%67 = and i32 %66, 63
%68 = or i32 %62, %67
store i32 %68, i32* %8
%69 = load i8*, i8** %6
%70 = getelementptr inbounds i8, i8* %69, i64 2
store i8* %70, i8** %6
br label %108
71: ; preds = %46
%72 = load i8, i8* %7
%73 = zext i8 %72 to i32
%74 = and i32 %73, 7
%75 = shl i32 %74, 18
%76 = load i8*, i8** %6
%77 = getelementptr inbounds i8, i8* %76, i64 0
%78 = load i8, i8* %77
%79 = sext i8 %78 to i32
%80 = and i32 %79, 63
%81 = shl i32 %80, 12
%82 = or i32 %75, %81
%83 = load i8*, i8** %6
%84 = getelementptr inbounds i8, i8* %83, i64 1
%85 = load i8, i8* %84
%86 = sext i8 %85 to i32
%87 = and i32 %86, 63
%88 = shl i32 %87, 6
%89 = or i32 %82, %88
%90 = load i8*, i8** %6
%91 = getelementptr inbounds i8, i8* %90, i64 2
%92 = load i8, i8* %91
%93 = sext i8 %92 to i32
%94 = and i32 %93, 63
%95 = or i32 %89, %94
store i32 %95, i32* %9
%96 = load i8*, i8** %6
%97 = getelementptr inbounds i8, i8* %96, i64 3
store i8* %97, i8** %6
%98 = load i32, i32* %9
%99 = sub i32 %98, 65536
%100 = lshr i32 %99, 10
%101 = and i32 %100, 1023
%102 = or i32 55296, %101
%103 = load i32*, i32** %5
%104 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i32 1
store i32* %104, i32** %5
store i32 %102, i32* %103
%105 = load i32, i32* %9
%106 = and i32 %105, 1023
%107 = or i32 56320, %106
store i32 %107, i32* %8
br label %108
108: ; preds = %71, %51
br label %109
109: ; preds = %108, %35
br label %110
110: ; preds = %109, %27
%111 = load i32, i32* %8
%112 = load i32*, i32** %5
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %112, i32 1
store i32* %113, i32** %5
store i32 %111, i32* %112
br label %17
114: ; preds = %17
%115 = load i32*, i32** %5
store i32 0, i32* %115
%116 = load i32*, i32** %4
ret i32* %116
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @utf8_to_utf16(i8* %0) {
%2 = tail call i64 @utf8_widen_len(i8* %0)
%3 = add i64 %2, 1
%4 = tail call i32* @reallocarray(i32* null, i64 %3, i32 4)
%5 = load i8, i8* %0
%6 = icmp eq i8 %5, 0
br i1 %6, label %76, label %7
7: ; preds = %1, %69
%8 = phi i8 [ %74, %69 ], [ %5, %1 ]
%9 = phi i32* [ %73, %69 ], [ %4, %1 ]
%10 = phi i8* [ %70, %69 ], [ %0, %1 ]
%11 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 1
%12 = zext i8 %8 to i32
%13 = icmp sgt i8 %8, -1
br i1 %13, label %69, label %14
14: ; preds = %7
%15 = and i32 %12, 224
%16 = icmp eq i32 %15, 192
br i1 %16, label %17, label %25
17: ; preds = %14
%18 = shl nuw nsw i32 %12, 6
%19 = and i32 %18, 1984
%20 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 2
%21 = load i8, i8* %11
%22 = and i8 %21, 63
%23 = zext i8 %22 to i32
%24 = or i32 %19, %23
br label %69
25: ; preds = %14
%26 = and i32 %12, 240
%27 = icmp eq i32 %26, 224
br i1 %27, label %28, label %42
28: ; preds = %25
%29 = shl nuw nsw i32 %12, 12
%30 = and i32 %29, 61440
%31 = load i8, i8* %11
%32 = and i8 %31, 63
%33 = zext i8 %32 to i32
%34 = shl nuw nsw i32 %33, 6
%35 = or i32 %34, %30
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 2
%37 = load i8, i8* %36
%38 = and i8 %37, 63
%39 = zext i8 %38 to i32
%40 = or i32 %35, %39
%41 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 3
br label %69
42: ; preds = %25
%43 = shl nuw nsw i32 %12, 18
%44 = and i32 %43, 1835008
%45 = load i8, i8* %11
%46 = and i8 %45, 63
%47 = zext i8 %46 to i32
%48 = shl nuw nsw i32 %47, 12
%49 = or i32 %48, %44
%50 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 2
%51 = load i8, i8* %50
%52 = and i8 %51, 63
%53 = zext i8 %52 to i32
%54 = shl nuw nsw i32 %53, 6
%55 = or i32 %49, %54
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 3
%57 = load i8, i8* %56
%58 = and i8 %57, 63
%59 = zext i8 %58 to i32
%60 = or i32 %55, %59
%61 = getelementptr inbounds i8, i8* %10, i64 4
%62 = add nuw nsw i32 %60, 983040
%63 = lshr i32 %62, 10
%64 = and i32 %63, 1023
%65 = or i32 %64, 55296
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 1
store i32 %65, i32* %9
%67 = and i32 %60, 1023
%68 = or i32 %67, 56320
br label %69
69: ; preds = %7, %17, %42, %28
%70 = phi i8* [ %20, %17 ], [ %41, %28 ], [ %61, %42 ], [ %11, %7 ]
%71 = phi i32 [ %24, %17 ], [ %40, %28 ], [ %68, %42 ], [ %12, %7 ]
%72 = phi i32* [ %9, %17 ], [ %9, %28 ], [ %66, %42 ], [ %9, %7 ]
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 1
store i32 %71, i32* %72
%74 = load i8, i8* %70
%75 = icmp eq i8 %74, 0
br i1 %75, label %76, label %7
76: ; preds = %69, %1
%77 = phi i32* [ %4, %1 ], [ %73, %69 ]
store i32 0, i32* %77
ret i32* %4
}