#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 *);
char *malloc(int);
char *realloc(char *, int);
scalar_t__ sprintf(char *, char *, int, char);
int /*<<< orphan*/ strcpy(char *, char *);
char *countAndSay(int n) {
  static char *buf1, *buf2;
  int cnt, i, j, p, maxp = 512;
  char next;
  buf1 = malloc(maxp * sizeof(*buf1));
  buf2 = malloc(maxp * sizeof(*buf2));
  strcpy(buf1, "1");
  for (i = 2; i <= n; i++) {
    p = j = 0;
    while (buf1[j]) {
      cnt = 1;
      next = buf1[j++];
      while (buf1[j] && buf1[j] == next) {
        cnt++;
        j++;
      }
      if (p >= maxp / 2) {
        maxp *= 2;
        buf1 = realloc(buf1, maxp * sizeof(*buf1));
        buf2 = realloc(buf2, maxp * sizeof(*buf2));
      }
      p += sprintf(buf2 + p, "%d%c", cnt, next);
    }
    strcpy(buf1, buf2);
  }
  free(buf2);
  return (buf1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countAndSay>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x200,-0x18(%rbp)
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x0,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,0x2ed8(%rip)
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x0,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,0x2eca(%rip)
mov    0x2ebb(%rip),%rdi
lea    0xe64(%rip),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
movl   $0x2,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     130d <countAndSay+0x1bd>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
mov    0x2e87(%rip),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
je     12ec <countAndSay+0x19c>
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
mov    0x2e6b(%rip),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%al
mov    %al,-0x19(%rbp)
mov    0x2e50(%rip),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    $0x0,%ecx
mov    %al,-0x1a(%rbp)
je     1231 <countAndSay+0xe1>
mov    0x2e33(%rip),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
movsbl -0x19(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
sete   %al
mov    %al,-0x1a(%rbp)
mov    -0x1a(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1241 <countAndSay+0xf1>
jmp    1258 <countAndSay+0x108>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11f9 <countAndSay+0xa9>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jl     12b9 <countAndSay+0x169>
mov    -0x18(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    0x2dca(%rip),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x0,%rax
mov    %eax,%esi
call   1060 <realloc@plt>
mov    %rax,0x2db4(%rip)
mov    0x2db5(%rip),%rdi
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x0,%rax
mov    %eax,%esi
call   1060 <realloc@plt>
mov    %rax,0x2d9f(%rip)
mov    0x2d98(%rip),%rdi
movslq -0x14(%rbp),%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x8(%rbp),%edx
lea    0xd31(%rip),%rsi
movsbl -0x19(%rbp),%ecx
call   1070 <sprintf@plt>
mov    %rax,%rcx
movslq -0x14(%rbp),%rax
add    %rcx,%rax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11c2 <countAndSay+0x72>
mov    0x2d5d(%rip),%rdi
mov    0x2d5e(%rip),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11a8 <countAndSay+0x58>
mov    0x2d44(%rip),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    0x2d30(%rip),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countAndSay>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edi,%ebp
movl   $0x200,(%rsp)
mov    $0x200,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
mov    %rax,0x2ed5(%rip)
mov    $0x200,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,0x2ecc(%rip)
lea    0xe6d(%rip),%rsi
mov    %rbx,%rdi
call   1040 <strcpy@plt>
mov    %ebp,0x4(%rsp)
cmp    $0x2,%ebp
jge    11c6 <countAndSay+0x76>
mov    0x2ead(%rip),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    0x2e99(%rip),%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    $0x2,%eax
movabs $0x100000000,%rbp
lea    0xe26(%rip),%r13
jmp    11fa <countAndSay+0xaa>
xchg   %ax,%ax
mov    0x2e71(%rip),%rsi
call   1040 <strcpy@plt>
mov    0x8(%rsp),%rcx
lea    0x1(%rcx),%eax
cmp    0x4(%rsp),%ecx
je     11a4 <countAndSay+0x54>
mov    0x2e4f(%rip),%rdi
mov    (%rdi),%r15b
test   %r15b,%r15b
mov    %rax,0x8(%rsp)
je     11e0 <countAndSay+0x90>
xor    %edx,%edx
xor    %r12d,%r12d
jmp    1292 <countAndSay+0x142>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    %ecx,%ecx
mov    %ecx,%r13d
mov    %ecx,%esi
mov    %rdx,0x10(%rsp)
call   1060 <realloc@plt>
mov    %rax,0x2e18(%rip)
mov    0x2e19(%rip),%rdi
mov    %r13d,(%rsp)
mov    %r13d,%esi
lea    0xdb5(%rip),%r13
call   1060 <realloc@plt>
mov    0x10(%rsp),%rdx
mov    %rax,0x2dfa(%rip)
movslq %edx,%rdi
add    %rax,%rdi
movsbl %r15b,%ecx
mov    %r13,%rsi
mov    %rdx,%r15
mov    %ebx,%edx
call   1070 <sprintf@plt>
add    %r15d,%eax
mov    0x2dd1(%rip),%rdi
sar    $0x20,%r14
mov    (%rdi,%r14,1),%r15b
mov    %eax,%edx
test   %r15b,%r15b
je     11e0 <countAndSay+0x90>
mov    %r12,%r14
shl    $0x20,%r14
movslq %r12d,%r12
xor    %ebx,%ebx
xchg   %ax,%ax
add    %rbp,%r14
movzbl 0x1(%rdi,%r12,1),%eax
add    $0x1,%r12
add    $0x1,%ebx
test   %al,%al
je     12b9 <countAndSay+0x169>
cmp    %r15b,%al
je     12a0 <countAndSay+0x150>
mov    (%rsp),%ecx
mov    %ecx,%eax
shr    $0x1f,%eax
add    %ecx,%eax
sar    %eax
cmp    %eax,%edx
jge    1220 <countAndSay+0xd0>
mov    0x2d84(%rip),%rax
jmp    125e <countAndSay+0x10e>

LLVM IR (-O0):
@countAndSay.buf1 = internal global i8* null
@countAndSay.buf2 = internal global i8* null
@.str = [2 x i8] c"1\00"
@.str.1 = [5 x i8] c"%d%c\00"
define i8* @countAndSay(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8
store i32 %0, i32* %2
store i32 512, i32* %7
%9 = load i32, i32* %7
%10 = sext i32 %9 to i64
%11 = mul i64 %10, 1
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = call i8* @malloc(i32 %12)
store i8* %13, i8** @countAndSay.buf1
%14 = load i32, i32* %7
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %15, 1
%17 = trunc i64 %16 to i32
%18 = call i8* @malloc(i32 %17)
store i8* %18, i8** @countAndSay.buf2
%19 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%20 = call i32 @strcpy(i8* %19, i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
store i32 2, i32* %4
br label %21
21: ; preds = %101, %1
%22 = load i32, i32* %4
%23 = load i32, i32* %2
%24 = icmp sle i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %104
25: ; preds = %21
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
br label %26
26: ; preds = %85, %25
%27 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%28 = load i32, i32* %5
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %27, i64 %29
%31 = load i8, i8* %30
%32 = icmp ne i8 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %97
33: ; preds = %26
store i32 1, i32* %3
%34 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%35 = load i32, i32* %5
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %5
%37 = sext i32 %35 to i64
%38 = getelementptr inbounds i8, i8* %34, i64 %37
%39 = load i8, i8* %38
store i8 %39, i8* %8
br label %40
40: ; preds = %60, %33
%41 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%42 = load i32, i32* %5
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 %43
%45 = load i8, i8* %44
%46 = sext i8 %45 to i32
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %48, label %58
48: ; preds = %40
%49 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%50 = load i32, i32* %5
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i8, i8* %49, i64 %51
%53 = load i8, i8* %52
%54 = sext i8 %53 to i32
%55 = load i8, i8* %8
%56 = sext i8 %55 to i32
%57 = icmp eq i32 %54, %56
br label %58
58: ; preds = %48, %40
%59 = phi i1 [ false, %40 ], [ %57, %48 ]
br i1 %59, label %60, label %65
60: ; preds = %58
%61 = load i32, i32* %3
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %3
%63 = load i32, i32* %5
%64 = add nsw i32 %63, 1
store i32 %64, i32* %5
br label %40
65: ; preds = %58
%66 = load i32, i32* %6
%67 = load i32, i32* %7
%68 = sdiv i32 %67, 2
%69 = icmp sge i32 %66, %68
br i1 %69, label %70, label %85
70: ; preds = %65
%71 = load i32, i32* %7
%72 = mul nsw i32 %71, 2
store i32 %72, i32* %7
%73 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%74 = load i32, i32* %7
%75 = sext i32 %74 to i64
%76 = mul i64 %75, 1
%77 = trunc i64 %76 to i32
%78 = call i8* @realloc(i8* %73, i32 %77)
store i8* %78, i8** @countAndSay.buf1
%79 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
%80 = load i32, i32* %7
%81 = sext i32 %80 to i64
%82 = mul i64 %81, 1
%83 = trunc i64 %82 to i32
%84 = call i8* @realloc(i8* %79, i32 %83)
store i8* %84, i8** @countAndSay.buf2
br label %85
85: ; preds = %70, %65
%86 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
%87 = load i32, i32* %6
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i8, i8* %86, i64 %88
%90 = load i32, i32* %3
%91 = load i8, i8* %8
%92 = call i64 @sprintf(i8* %89, i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %90, i8 signext %91)
%93 = load i32, i32* %6
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = add nsw i64 %94, %92
%96 = trunc i64 %95 to i32
store i32 %96, i32* %6
br label %26
97: ; preds = %26
%98 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%99 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
%100 = call i32 @strcpy(i8* %98, i8* %99)
br label %101
101: ; preds = %97
%102 = load i32, i32* %4
%103 = add nsw i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %4
br label %21
104: ; preds = %21
%105 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
%106 = call i32 @free(i8* %105)
%107 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
ret i8* %107
}

LLVM IR (-O2):
@countAndSay.buf1 = internal unnamed_addr global i8* null
@countAndSay.buf2 = internal unnamed_addr global i8* null
@.str = [2 x i8] c"1\00"
@.str.1 = [5 x i8] c"%d%c\00"
define i8* @countAndSay(i32 %0) {
%2 = tail call dereferenceable_or_null(512) i8* @malloc(i32 512)
store i8* %2, i8** @countAndSay.buf1
%3 = tail call dereferenceable_or_null(512) i8* @malloc(i32 512)
store i8* %3, i8** @countAndSay.buf2
%4 = tail call i32 @strcpy(i8* %2, i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%5 = icmp slt i32 %0, 2
br i1 %5, label %61, label %6
6: ; preds = %1, %54
%7 = phi i32 [ %55, %54 ], [ 512, %1 ]
%8 = phi i32 [ %59, %54 ], [ 2, %1 ]
%9 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%10 = load i8, i8* %9
%11 = icmp eq i8 %10, 0
br i1 %11, label %54, label %12
12: ; preds = %6, %40
%13 = phi i8 [ %52, %40 ], [ %10, %6 ]
%14 = phi i8* [ %48, %40 ], [ %9, %6 ]
%15 = phi i32 [ %42, %40 ], [ %7, %6 ]
%16 = phi i32 [ %47, %40 ], [ 0, %6 ]
%17 = phi i64 [ %23, %40 ], [ 0, %6 ]
%18 = shl i64 %17, 32
%19 = ashr exact i64 %18, 32
br label %20
20: ; preds = %20, %12
%21 = phi i64 [ %23, %20 ], [ %19, %12 ]
%22 = phi i32 [ %29, %20 ], [ 1, %12 ]
%23 = add nsw i64 %21, 1
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %14, i64 %23
%25 = load i8, i8* %24
%26 = icmp ne i8 %25, 0
%27 = icmp eq i8 %25, %13
%28 = select i1 %26, i1 %27, i1 false
%29 = add nuw nsw i32 %22, 1
br i1 %28, label %20, label %30
30: ; preds = %20
%31 = sdiv i32 %15, 2
%32 = icmp slt i32 %16, %31
br i1 %32, label %33, label %35
33: ; preds = %30
%34 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
br label %40
35: ; preds = %30
%36 = shl nsw i32 %15, 1
%37 = tail call i8* @realloc(i8* %14, i32 %36)
store i8* %37, i8** @countAndSay.buf1
%38 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
%39 = tail call i8* @realloc(i8* %38, i32 %36)
store i8* %39, i8** @countAndSay.buf2
br label %40
40: ; preds = %33, %35
%41 = phi i8* [ %39, %35 ], [ %34, %33 ]
%42 = phi i32 [ %36, %35 ], [ %15, %33 ]
%43 = sext i32 %16 to i64
%44 = getelementptr inbounds i8, i8* %41, i64 %43
%45 = tail call i64 @sprintf(i8* %44, i8* getelementptr inbounds ([5 x i8], [5 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %22, i8 signext %13)
%46 = trunc i64 %45 to i32
%47 = add i32 %16, %46
%48 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
%49 = shl i64 %23, 32
%50 = ashr exact i64 %49, 32
%51 = getelementptr inbounds i8, i8* %48, i64 %50
%52 = load i8, i8* %51
%53 = icmp eq i8 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %12
54: ; preds = %40, %6
%55 = phi i32 [ %7, %6 ], [ %42, %40 ]
%56 = phi i8* [ %9, %6 ], [ %48, %40 ]
%57 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
%58 = tail call i32 @strcpy(i8* %56, i8* %57)
%59 = add nuw i32 %8, 1
%60 = icmp eq i32 %8, %0
br i1 %60, label %61, label %6
61: ; preds = %54, %1
%62 = load i8*, i8** @countAndSay.buf2
%63 = tail call i32 @free(i8* %62)
%64 = load i8*, i8** @countAndSay.buf1
ret i8* %64
}