#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 */
char *malloc(int);
char *realloc(char *, int);
int strlen(char *);
char *addchar(char *str, int c) {
  int len;
  len = (str == NULL) ? 1 : strlen(str) + 1;
  if (len == 1)
    str = malloc(2);
  else if ((len & (len - 1)) == 0)
    str = realloc(str, len << 1);
  if (str == NULL)
    return NULL;
  str[len - 1] = c;
  str[len] = '\0';
  return str;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<addchar>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    1157 <addchar+0x27>
mov    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1166 <addchar+0x36>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <strlen@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x18(%rbp)
jne    1189 <addchar+0x59>
mov    $0x2,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    11b5 <addchar+0x85>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
and    %ecx,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    11b0 <addchar+0x80>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%esi
shl    $0x1,%esi
call   1050 <realloc@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    11b5 <addchar+0x85>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    11cd <addchar+0x9d>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    11f6 <addchar+0xc6>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %al,%dl
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<addchar>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
test   %rdi,%rdi
je     116c <addchar+0x3c>
mov    %rdi,%rbx
call   1030 <strlen@plt>
test   %eax,%eax
je     116c <addchar+0x3c>
mov    %eax,%ebp
add    $0x1,%ebp
lea    -0x1(%rbp),%eax
test   %eax,%ebp
jne    1183 <addchar+0x53>
lea    0x0(%rbp,%rbp,1),%esi
mov    %rbx,%rdi
call   1050 <realloc@plt>
mov    %rax,%rbx
test   %rbx,%rbx
jne    1183 <addchar+0x53>
xor    %ebx,%ebx
jmp    118f <addchar+0x5f>
mov    $0x2,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    $0x1,%ebp
test   %rbx,%rbx
je     1168 <addchar+0x38>
movslq %ebp,%rax
mov    %r14b,-0x1(%rbx,%rax,1)
movb   $0x0,(%rbx,%rax,1)
mov    %rbx,%rax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i8* @addchar(i8* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i8*
%4 = alloca i8*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i8* %0, i8** %4
store i32 %1, i32* %5
%7 = load i8*, i8** %4
%8 = icmp eq i8* %7, null
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %2
br label %14
10: ; preds = %2
%11 = load i8*, i8** %4
%12 = call i32 @strlen(i8* %11)
%13 = add nsw i32 %12, 1
br label %14
14: ; preds = %10, %9
%15 = phi i32 [ 1, %9 ], [ %13, %10 ]
store i32 %15, i32* %6
%16 = load i32, i32* %6
%17 = icmp eq i32 %16, 1
br i1 %17, label %18, label %20
18: ; preds = %14
%19 = call i8* @malloc(i32 2)
store i8* %19, i8** %4
br label %32
20: ; preds = %14
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %6
%23 = sub nsw i32 %22, 1
%24 = and i32 %21, %23
%25 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %31
26: ; preds = %20
%27 = load i8*, i8** %4
%28 = load i32, i32* %6
%29 = shl i32 %28, 1
%30 = call i8* @realloc(i8* %27, i32 %29)
store i8* %30, i8** %4
br label %31
31: ; preds = %26, %20
br label %32
32: ; preds = %31, %18
%33 = load i8*, i8** %4
%34 = icmp eq i8* %33, null
br i1 %34, label %35, label %36
35: ; preds = %32
store i8* null, i8** %3
br label %49
36: ; preds = %32
%37 = load i32, i32* %5
%38 = trunc i32 %37 to i8
%39 = load i8*, i8** %4
%40 = load i32, i32* %6
%41 = sub nsw i32 %40, 1
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 %42
store i8 %38, i8* %43
%44 = load i8*, i8** %4
%45 = load i32, i32* %6
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %44, i64 %46
store i8 0, i8* %47
%48 = load i8*, i8** %4
store i8* %48, i8** %3
br label %49
49: ; preds = %36, %35
%50 = load i8*, i8** %3
ret i8* %50
}

LLVM IR (-O2):
define i8* @addchar(i8* %0, i32 %1) {
%3 = icmp eq i8* %0, null
br i1 %3, label %8, label %4
4: ; preds = %2
%5 = tail call i32 @strlen(i8* %0)
%6 = add nsw i32 %5, 1
%7 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %7, label %8, label %10
8: ; preds = %2, %4
%9 = tail call dereferenceable_or_null(2) i8* @malloc(i32 2)
br label %16
10: ; preds = %4
%11 = tail call i32 @llvm.ctpop.i32(i32 %6)
%12 = icmp ult i32 %11, 2
br i1 %12, label %13, label %20
13: ; preds = %10
%14 = shl i32 %6, 1
%15 = tail call i8* @realloc(i8* %0, i32 %14)
br label %16
16: ; preds = %13, %8
%17 = phi i32 [ 1, %8 ], [ %6, %13 ]
%18 = phi i8* [ %9, %8 ], [ %15, %13 ]
%19 = icmp eq i8* %18, null
br i1 %19, label %29, label %20
20: ; preds = %10, %16
%21 = phi i8* [ %18, %16 ], [ %0, %10 ]
%22 = phi i32 [ %17, %16 ], [ %6, %10 ]
%23 = trunc i32 %1 to i8
%24 = add nsw i32 %22, -1
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i8, i8* %21, i64 %25
store i8 %23, i8* %26
%27 = sext i32 %22 to i64
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %21, i64 %27
store i8 0, i8* %28
br label %29
29: ; preds = %16, %20
%30 = phi i8* [ %21, %20 ], [ null, %16 ]
ret i8* %30
}