#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 atoi(char *);
long long cpucycles();
int /*<<< orphan*/ free(int *);
int loop(int *, int *, int);
int *malloc(int);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, char *, ...);
int main(int ac, char **av) {
  long long time_start = 0;
  long long time_end = 0;
  int *a = NULL;
  int *b = NULL;
  int len = 0;
  int sum = 0;
  if (ac != 2)
    return -1;
  len = atoi(av[1]);
  printf("%s: len = %d\n", av[0], len);
  a = malloc(len * sizeof(*a));
  b = malloc(len * sizeof(*b));
  for (int i = 0; i < len; ++i) {
    a[i] = i + 128;
    b[i] = i + 64;
  }
  printf("%s: beginning loop\n", av[0]);
  time_start = cpucycles();
  sum = loop(a, b, len);
  time_end = cpucycles();
  printf("%s: done. sum = %d; time delta = %llu\n", av[0], sum,
         time_end - time_start);
  free(a);
  free(b);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x8(%rbp)
je     11ba <main+0x5a>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    12c5 <main+0x165>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
call   1070 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
mov    -0x34(%rbp),%edx
lea    0xe25(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1050 <printf@plt>
movslq -0x34(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movslq -0x34(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    124e <main+0xee>
mov    -0x3c(%rbp),%edx
add    $0x80,%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%edx
add    $0x40,%edx
mov    -0x30(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    120f <main+0xaf>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
lea    0xdb2(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1050 <printf@plt>
mov    $0x0,%al
call   1080 <cpucycles@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    -0x34(%rbp),%edx
call   1040 <loop@plt>
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1080 <cpucycles@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
mov    -0x38(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rcx
sub    -0x18(%rbp),%rcx
lea    0xd7d(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1050 <printf@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    $0xffffffff,%r14d
cmp    $0x2,%edi
jne    13b6 <main+0x256>
mov    %rsi,%r15
mov    0x8(%rsi),%rdi
call   1070 <atoi@plt>
mov    %eax,%r12d
mov    (%r15),%rsi
lea    0xf0d(%rip),%rdi
xor    %r14d,%r14d
mov    %eax,%edx
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
lea    0x0(,%r12,4),%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbp
mov    %ebx,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
test   %r12d,%r12d
jle    1359 <main+0x1f9>
mov    %r12d,%eax
cmp    $0x8,%r12d
jae    11d4 <main+0x74>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1340 <main+0x1e0>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rdx
mov    %rdx,%rsi
shr    $0x3,%rsi
add    $0x1,%rsi
test   %rdx,%rdx
je     13c8 <main+0x268>
mov    %rsi,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
movdqa 0xe00(%rip),%xmm6
xor    %edx,%edx
movdqa 0xe05(%rip),%xmm8
movdqa 0xe0c(%rip),%xmm9
movdqa 0xe13(%rip),%xmm10
movdqa 0xe1a(%rip),%xmm11
movdqa 0xe21(%rip),%xmm12
movdqa 0xe29(%rip),%xmm7
movdqa 0xe31(%rip),%xmm2
movdqa 0xe39(%rip),%xmm3
movdqa 0xe41(%rip),%xmm4
movdqa %xmm6,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movdqa %xmm6,%xmm0
paddd  %xmm8,%xmm0
movdqa %xmm6,%xmm5
paddd  %xmm9,%xmm5
movdqu %xmm0,0x0(%rbp,%rdx,4)
movdqu %xmm5,0x10(%rbp,%rdx,4)
movdqa %xmm1,%xmm0
paddd  %xmm10,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm5
paddd  %xmm11,%xmm5
movdqu %xmm0,(%rbx,%rdx,4)
movdqu %xmm5,0x10(%rbx,%rdx,4)
movdqa %xmm6,%xmm0
paddd  %xmm12,%xmm0
movdqa %xmm6,%xmm5
paddd  %xmm7,%xmm5
movdqu %xmm0,0x20(%rbp,%rdx,4)
movdqu %xmm5,0x30(%rbp,%rdx,4)
movdqa %xmm1,%xmm0
paddd  %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm5
paddd  %xmm3,%xmm5
movdqu %xmm0,0x20(%rbx,%rdx,4)
movdqu %xmm5,0x30(%rbx,%rdx,4)
add    $0x10,%rdx
paddd  %xmm4,%xmm6
paddd  %xmm4,%xmm1
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    1260 <main+0x100>
test   $0x1,%sil
je     132f <main+0x1cf>
movdqa 0xd18(%rip),%xmm0
paddd  %xmm6,%xmm0
paddd  0xd1c(%rip),%xmm6
movdqu %xmm0,0x0(%rbp,%rdx,4)
movdqu %xmm6,0x10(%rbp,%rdx,4)
movdqa 0xd18(%rip),%xmm0
paddd  %xmm1,%xmm0
paddd  0xd1c(%rip),%xmm1
movdqu %xmm0,(%rbx,%rdx,4)
movdqu %xmm1,0x10(%rbx,%rdx,4)
cmp    %rax,%rcx
je     1359 <main+0x1f9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    0x80(%rcx),%edx
mov    %edx,0x0(%rbp,%rcx,4)
lea    0x40(%rcx),%edx
mov    %edx,(%rbx,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    1340 <main+0x1e0>
mov    (%r15),%rsi
lea    0xd4b(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
call   1080 <cpucycles@plt>
mov    %rax,%r13
mov    %rbp,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    %r12d,%edx
call   1040 <loop@plt>
mov    %eax,%r12d
xor    %eax,%eax
call   1080 <cpucycles@plt>
mov    (%r15),%rsi
sub    %r13,%rax
lea    0xd29(%rip),%rdi
mov    %r12d,%edx
mov    %rax,%rcx
xor    %eax,%eax
call   1050 <printf@plt>
mov    %rbp,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r14d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movdqa 0xc30(%rip),%xmm6
xor    %edx,%edx
movdqa %xmm6,%xmm1
test   $0x1,%sil
jne    12f0 <main+0x190>
jmp    132f <main+0x1cf>

LLVM IR (-O0):
@.str = [14 x i8] c"%s: len = %d\0A\00"
@.str.1 = [20 x i8] c"%s: beginning loop\0A\00"
@.str.2 = [39 x i8] c"%s: done. sum = %d; time delta = %llu\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
store i64 0, i64* %6
store i64 0, i64* %7
store i32* null, i32** %8
store i32* null, i32** %9
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
%13 = load i32, i32* %4
%14 = icmp ne i32 %13, 2
br i1 %14, label %15, label %16
15: ; preds = %2
store i32 -1, i32* %3
br label %79
16: ; preds = %2
%17 = load i8**, i8*** %5
%18 = getelementptr inbounds i8*, i8** %17, i64 1
%19 = load i8*, i8** %18
%20 = call i32 @atoi(i8* %19)
store i32 %20, i32* %10
%21 = load i8**, i8*** %5
%22 = getelementptr inbounds i8*, i8** %21, i64 0
%23 = load i8*, i8** %22
%24 = load i32, i32* %10
%25 = call i32 (i8*, i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([14 x i8], [14 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %23, i32 %24)
%26 = load i32, i32* %10
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = mul i64 %27, 4
%29 = trunc i64 %28 to i32
%30 = call i32* @malloc(i32 %29)
store i32* %30, i32** %8
%31 = load i32, i32* %10
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = mul i64 %32, 4
%34 = trunc i64 %33 to i32
%35 = call i32* @malloc(i32 %34)
store i32* %35, i32** %9
store i32 0, i32* %12
br label %36
36: ; preds = %53, %16
%37 = load i32, i32* %12
%38 = load i32, i32* %10
%39 = icmp slt i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %56
40: ; preds = %36
%41 = load i32, i32* %12
%42 = add nsw i32 %41, 128
%43 = load i32*, i32** %8
%44 = load i32, i32* %12
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 %45
store i32 %42, i32* %46
%47 = load i32, i32* %12
%48 = add nsw i32 %47, 64
%49 = load i32*, i32** %9
%50 = load i32, i32* %12
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
store i32 %48, i32* %52
br label %53
53: ; preds = %40
%54 = load i32, i32* %12
%55 = add nsw i32 %54, 1
store i32 %55, i32* %12
br label %36
56: ; preds = %36
%57 = load i8**, i8*** %5
%58 = getelementptr inbounds i8*, i8** %57, i64 0
%59 = load i8*, i8** %58
%60 = call i32 (i8*, i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i8* %59)
%61 = call i64 (...) @cpucycles()
store i64 %61, i64* %6
%62 = load i32*, i32** %8
%63 = load i32*, i32** %9
%64 = load i32, i32* %10
%65 = call i32 @loop(i32* %62, i32* %63, i32 %64)
store i32 %65, i32* %11
%66 = call i64 (...) @cpucycles()
store i64 %66, i64* %7
%67 = load i8**, i8*** %5
%68 = getelementptr inbounds i8*, i8** %67, i64 0
%69 = load i8*, i8** %68
%70 = load i32, i32* %11
%71 = load i64, i64* %7
%72 = load i64, i64* %6
%73 = sub nsw i64 %71, %72
%74 = call i32 (i8*, i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([39 x i8], [39 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i8* %69, i32 %70, i64 %73)
%75 = load i32*, i32** %8
%76 = call i32 @free(i32* %75)
%77 = load i32*, i32** %9
%78 = call i32 @free(i32* %77)
store i32 0, i32* %3
br label %79
79: ; preds = %56, %15
%80 = load i32, i32* %3
ret i32 %80
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [14 x i8] c"%s: len = %d\0A\00"
@.str.1 = [20 x i8] c"%s: beginning loop\0A\00"
@.str.2 = [39 x i8] c"%s: done. sum = %d; time delta = %llu\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture %1) {
%3 = icmp eq i32 %0, 2
br i1 %3, label %4, label %104
4: ; preds = %2
%5 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 1
%6 = load i8*, i8** %5
%7 = tail call i32 @atoi(i8* %6)
%8 = load i8*, i8** %1
%9 = tail call i32 (i8*, i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([14 x i8], [14 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8* %8, i32 %7)
%10 = shl i32 %7, 2
%11 = tail call i32* @malloc(i32 %10)
%12 = tail call i32* @malloc(i32 %10)
%13 = icmp sgt i32 %7, 0
br i1 %13, label %14, label %83
14: ; preds = %4
%15 = zext i32 %7 to i64
%16 = icmp ult i32 %7, 8
br i1 %16, label %81, label %17
17: ; preds = %14
%18 = and i64 %15, 4294967288
%19 = add nsw i64 %18, -8
%20 = lshr exact i64 %19, 3
%21 = add nuw nsw i64 %20, 1
%22 = and i64 %21, 1
%23 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %23, label %61, label %24
24: ; preds = %17
%25 = and i64 %21, 4611686018427387902
br label %26
26: ; preds = %26, %24
%27 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %56, %26 ]
%28 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %24 ], [ %57, %26 ]
%29 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %24 ], [ %58, %26 ]
%30 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %59, %26 ]
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %27
%32 = add <4 x i32> %28, <i32 128, i32 128, i32 128, i32 128>
%33 = add <4 x i32> %28, <i32 132, i32 132, i32 132, i32 132>
%34 = bitcast i32* %31 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %32, <4 x i32>* %34
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 4
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %33, <4 x i32>* %36
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %27
%38 = add <4 x i32> %29, <i32 64, i32 64, i32 64, i32 64>
%39 = add <4 x i32> %29, <i32 68, i32 68, i32 68, i32 68>
%40 = bitcast i32* %37 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %38, <4 x i32>* %40
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 4
%42 = bitcast i32* %41 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %39, <4 x i32>* %42
%43 = or i64 %27, 8
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %43
%45 = add <4 x i32> %28, <i32 136, i32 136, i32 136, i32 136>
%46 = add <4 x i32> %28, <i32 140, i32 140, i32 140, i32 140>
%47 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %45, <4 x i32>* %47
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 4
%49 = bitcast i32* %48 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %46, <4 x i32>* %49
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %43
%51 = add <4 x i32> %29, <i32 72, i32 72, i32 72, i32 72>
%52 = add <4 x i32> %29, <i32 76, i32 76, i32 76, i32 76>
%53 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %51, <4 x i32>* %53
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 4
%55 = bitcast i32* %54 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %52, <4 x i32>* %55
%56 = add nuw i64 %27, 16
%57 = add <4 x i32> %28, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%58 = add <4 x i32> %29, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%59 = add i64 %30, 2
%60 = icmp eq i64 %59, %25
br i1 %60, label %61, label %26
61: ; preds = %26, %17
%62 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %56, %26 ]
%63 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %17 ], [ %57, %26 ]
%64 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %17 ], [ %58, %26 ]
%65 = icmp eq i64 %22, 0
br i1 %65, label %79, label %66
66: ; preds = %61
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %62
%68 = add <4 x i32> %63, <i32 128, i32 128, i32 128, i32 128>
%69 = add <4 x i32> %63, <i32 132, i32 132, i32 132, i32 132>
%70 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %68, <4 x i32>* %70
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 4
%72 = bitcast i32* %71 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %69, <4 x i32>* %72
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %62
%74 = add <4 x i32> %64, <i32 64, i32 64, i32 64, i32 64>
%75 = add <4 x i32> %64, <i32 68, i32 68, i32 68, i32 68>
%76 = bitcast i32* %73 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %74, <4 x i32>* %76
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 4
%78 = bitcast i32* %77 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %75, <4 x i32>* %78
br label %79
79: ; preds = %61, %66
%80 = icmp eq i64 %18, %15
br i1 %80, label %83, label %81
81: ; preds = %14, %79
%82 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %18, %79 ]
br label %94
83: ; preds = %94, %79, %4
%84 = load i8*, i8** %1
%85 = tail call i32 (i8*, i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i8* %84)
%86 = tail call i64 (...) @cpucycles()
%87 = tail call i32 @loop(i32* %11, i32* %12, i32 %7)
%88 = tail call i64 (...) @cpucycles()
%89 = load i8*, i8** %1
%90 = sub nsw i64 %88, %86
%91 = tail call i32 (i8*, i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([39 x i8], [39 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i8* %89, i32 %87, i64 %90)
%92 = tail call i32 @free(i32* %11)
%93 = tail call i32 @free(i32* %12)
br label %104
94: ; preds = %81, %94
%95 = phi i64 [ %102, %94 ], [ %82, %81 ]
%96 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %95
%97 = trunc i64 %95 to i32
%98 = add i32 %97, 128
store i32 %98, i32* %96
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %12, i64 %95
%100 = trunc i64 %95 to i32
%101 = add i32 %100, 64
store i32 %101, i32* %99
%102 = add nuw nsw i64 %95, 1
%103 = icmp eq i64 %102, %15
br i1 %103, label %83, label %94
104: ; preds = %2, %83
%105 = phi i32 [ 0, %83 ], [ -1, %2 ]
ret i32 %105
}