#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 */
unsigned char *malloc(int);
long strlen(unsigned char *);
unsigned char *base64_encode(unsigned char *str) {
  long len;
  long str_len;
  unsigned char *res;
  int i, j;
  unsigned char *base64_table =
      "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
  str_len = strlen(str);
  if (str_len % 3 == 0)
    len = str_len / 3 * 4;
  else
    len = (str_len / 3 + 1) * 4;
  res = malloc(sizeof(unsigned char) * len + 1);
  res[len] = '\0';
  for (i = 0, j = 0; i < len - 2; j += 3, i += 4) {
    res[i] = base64_table[str[j] >> 2];
    res[i + 1] = base64_table[(str[j] & 0x3) << 4 | (str[j + 1] >> 4)];
    res[i + 2] = base64_table[(str[j + 1] & 0xf) << 2 | (str[j + 2] >> 6)];
    res[i + 3] = base64_table[str[j + 2] & 0x3f];
  }
  switch (str_len % 3) {
  case 1:
    res[i - 2] = '=';
    res[i - 1] = '=';
    break;
  case 2:
    res[i - 1] = '=';
    break;
  }
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<base64_encode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
lea    0xecd(%rip),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1030 <strlen@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    $0x3,%ecx
cqto
idiv   %rcx
cmp    $0x0,%rdx
jne    1177 <base64_encode+0x57>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    $0x3,%ecx
cqto
idiv   %rcx
shl    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    1191 <base64_encode+0x71>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    $0x3,%ecx
cqto
idiv   %rcx
add    $0x1,%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x0,%rax
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movslq -0x24(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
sub    $0x2,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jge    12c9 <base64_encode+0x1a9>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
sar    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0x28(%rbp),%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
and    $0x3,%ecx
shl    $0x4,%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%esi
add    $0x1,%esi
movslq %esi,%rsi
movzbl (%rdx,%rsi,1),%edx
sar    $0x4,%edx
or     %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
and    $0xf,%ecx
shl    $0x2,%ecx
mov    -0x8(%rbp),%rdx
mov    -0x28(%rbp),%esi
add    $0x2,%esi
movslq %esi,%rsi
movzbl (%rdx,%rsi,1),%edx
sar    $0x6,%edx
or     %edx,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x28(%rbp),%edx
add    $0x2,%edx
movslq %edx,%rdx
movzbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
and    $0x3f,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,1),%dl
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
add    $0x3,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x3,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x4,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11c2 <base64_encode+0xa2>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
movabs $0x5555555555555556,%rcx
55 55 55
imul   %rcx
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rdx,%rcx
shr    $0x3f,%rcx
add    %rcx,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,2),%rcx
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
sub    $0x1,%rax
je     1319 <base64_encode+0x1f9>
jmp    1306 <base64_encode+0x1e6>
mov    -0x38(%rbp),%rax
sub    $0x2,%rax
je     1340 <base64_encode+0x220>
jmp    1351 <base64_encode+0x231>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x3d,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x3d,(%rax,%rcx,1)
jmp    1351 <base64_encode+0x231>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x3d,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<base64_encode>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdi,%r12
call   1030 <strlen@plt>
mov    %rax,%r14
movabs $0x5555555555555556,%rcx
55 55 55
imul   %rcx
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
add    %rdx,%rax
lea    (%rax,%rax,2),%rcx
lea    0x0(,%rax,4),%rdx
sub    %rcx,%r14
lea    0x4(,%rax,4),%r15
cmove  %rdx,%r15
lea    0x1(%r15),%edi
call   1040 <malloc@plt>
movb   $0x0,(%rax,%r15,1)
xor    %ecx,%ecx
cmp    $0x3,%r15
jl     11f9 <base64_encode+0xd9>
add    $0xfffffffffffffffe,%r15
add    $0x2,%r12
xor    %ecx,%ecx
lea    0xe74(%rip),%r8
nopl   0x0(%rax)
movzbl -0x2(%r12),%esi
mov    %rsi,%rdi
shr    $0x2,%rdi
movzbl (%rdi,%r8,1),%edx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
shl    $0x4,%esi
and    $0x30,%esi
movzbl -0x1(%r12),%edx
mov    %rdx,%rdi
shr    $0x4,%rdi
or     %rsi,%rdi
movzbl (%r8,%rdi,1),%ebx
mov    %bl,0x1(%rax,%rcx,1)
and    $0xf,%edx
movzbl (%r12),%esi
mov    %rsi,%rdi
shr    $0x6,%rdi
lea    (%rdi,%rdx,4),%rdx
movzbl (%r8,%rdx,1),%edx
mov    %dl,0x2(%rax,%rcx,1)
and    $0x3f,%esi
movzbl (%rsi,%r8,1),%edx
mov    %dl,0x3(%rax,%rcx,1)
add    $0x4,%rcx
add    $0x3,%r12
cmp    %rcx,%r15
jg     1190 <base64_encode+0x70>
movslq %ecx,%rcx
cmp    $0x2,%r14
je     120d <base64_encode+0xed>
cmp    $0x1,%r14
jne    1212 <base64_encode+0xf2>
movb   $0x3d,-0x2(%rcx,%rax,1)
movb   $0x3d,-0x1(%rcx,%rax,1)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [65 x i8] c"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/\00"
define i8* @base64_encode(i8* %0) {
%2 = alloca i8*
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8*
store i8* %0, i8** %2
store i8* getelementptr inbounds ([65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i8** %8
%9 = load i8*, i8** %2
%10 = call i64 @strlen(i8* %9)
store i64 %10, i64* %4
%11 = load i64, i64* %4
%12 = srem i64 %11, 3
%13 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %18
14: ; preds = %1
%15 = load i64, i64* %4
%16 = sdiv i64 %15, 3
%17 = mul nsw i64 %16, 4
store i64 %17, i64* %3
br label %23
18: ; preds = %1
%19 = load i64, i64* %4
%20 = sdiv i64 %19, 3
%21 = add nsw i64 %20, 1
%22 = mul nsw i64 %21, 4
store i64 %22, i64* %3
br label %23
23: ; preds = %18, %14
%24 = load i64, i64* %3
%25 = mul i64 1, %24
%26 = add i64 %25, 1
%27 = trunc i64 %26 to i32
%28 = call i8* @malloc(i32 %27)
store i8* %28, i8** %5
%29 = load i8*, i8** %5
%30 = load i64, i64* %3
%31 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i64 %30
store i8 0, i8* %31
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %32
32: ; preds = %124, %23
%33 = load i32, i32* %6
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = load i64, i64* %3
%36 = sub nsw i64 %35, 2
%37 = icmp slt i64 %34, %36
br i1 %37, label %38, label %129
38: ; preds = %32
%39 = load i8*, i8** %8
%40 = load i8*, i8** %2
%41 = load i32, i32* %7
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds i8, i8* %40, i64 %42
%44 = load i8, i8* %43
%45 = zext i8 %44 to i32
%46 = ashr i32 %45, 2
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %39, i64 %47
%49 = load i8, i8* %48
%50 = load i8*, i8** %5
%51 = load i32, i32* %6
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %50, i64 %52
store i8 %49, i8* %53
%54 = load i8*, i8** %8
%55 = load i8*, i8** %2
%56 = load i32, i32* %7
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %55, i64 %57
%59 = load i8, i8* %58
%60 = zext i8 %59 to i32
%61 = and i32 %60, 3
%62 = shl i32 %61, 4
%63 = load i8*, i8** %2
%64 = load i32, i32* %7
%65 = add nsw i32 %64, 1
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i8, i8* %63, i64 %66
%68 = load i8, i8* %67
%69 = zext i8 %68 to i32
%70 = ashr i32 %69, 4
%71 = or i32 %62, %70
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i8, i8* %54, i64 %72
%74 = load i8, i8* %73
%75 = load i8*, i8** %5
%76 = load i32, i32* %6
%77 = add nsw i32 %76, 1
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds i8, i8* %75, i64 %78
store i8 %74, i8* %79
%80 = load i8*, i8** %8
%81 = load i8*, i8** %2
%82 = load i32, i32* %7
%83 = add nsw i32 %82, 1
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i8, i8* %81, i64 %84
%86 = load i8, i8* %85
%87 = zext i8 %86 to i32
%88 = and i32 %87, 15
%89 = shl i32 %88, 2
%90 = load i8*, i8** %2
%91 = load i32, i32* %7
%92 = add nsw i32 %91, 2
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i8, i8* %90, i64 %93
%95 = load i8, i8* %94
%96 = zext i8 %95 to i32
%97 = ashr i32 %96, 6
%98 = or i32 %89, %97
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i8, i8* %80, i64 %99
%101 = load i8, i8* %100
%102 = load i8*, i8** %5
%103 = load i32, i32* %6
%104 = add nsw i32 %103, 2
%105 = sext i32 %104 to i64
%106 = getelementptr inbounds i8, i8* %102, i64 %105
store i8 %101, i8* %106
%107 = load i8*, i8** %8
%108 = load i8*, i8** %2
%109 = load i32, i32* %7
%110 = add nsw i32 %109, 2
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i8, i8* %108, i64 %111
%113 = load i8, i8* %112
%114 = zext i8 %113 to i32
%115 = and i32 %114, 63
%116 = sext i32 %115 to i64
%117 = getelementptr inbounds i8, i8* %107, i64 %116
%118 = load i8, i8* %117
%119 = load i8*, i8** %5
%120 = load i32, i32* %6
%121 = add nsw i32 %120, 3
%122 = sext i32 %121 to i64
%123 = getelementptr inbounds i8, i8* %119, i64 %122
store i8 %118, i8* %123
br label %124
124: ; preds = %38
%125 = load i32, i32* %7
%126 = add nsw i32 %125, 3
store i32 %126, i32* %7
%127 = load i32, i32* %6
%128 = add nsw i32 %127, 4
store i32 %128, i32* %6
br label %32
129: ; preds = %32
%130 = load i64, i64* %4
%131 = srem i64 %130, 3
switch i64 %131, label %149 [
i64 1, label %132
i64 2, label %143
]
132: ; preds = %129
%133 = load i8*, i8** %5
%134 = load i32, i32* %6
%135 = sub nsw i32 %134, 2
%136 = sext i32 %135 to i64
%137 = getelementptr inbounds i8, i8* %133, i64 %136
store i8 61, i8* %137
%138 = load i8*, i8** %5
%139 = load i32, i32* %6
%140 = sub nsw i32 %139, 1
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = getelementptr inbounds i8, i8* %138, i64 %141
store i8 61, i8* %142
br label %149
143: ; preds = %129
%144 = load i8*, i8** %5
%145 = load i32, i32* %6
%146 = sub nsw i32 %145, 1
%147 = sext i32 %146 to i64
%148 = getelementptr inbounds i8, i8* %144, i64 %147
store i8 61, i8* %148
br label %149
149: ; preds = %129, %143, %132
%150 = load i8*, i8** %5
ret i8* %150
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [65 x i8] c"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/\00"
define noalias i8* @base64_encode(i8* nocapture %0) {
%2 = tail call i64 @strlen(i8* dereferenceable(1) %0)
%3 = srem i64 %2, 3
%4 = icmp eq i64 %3, 0
%5 = sdiv i64 %2, 3
%6 = shl i64 %5, 2
%7 = add i64 %6, 4
%8 = select i1 %4, i64 %6, i64 %7
%9 = trunc i64 %8 to i32
%10 = or i32 %9, 1
%11 = tail call i8* @malloc(i32 %10)
%12 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %8
store i8 0, i8* %12
%13 = add nsw i64 %8, -2
%14 = icmp sgt i64 %8, 2
br i1 %14, label %15, label %60
15: ; preds = %1, %15
%16 = phi i64 [ %56, %15 ], [ 0, %1 ]
%17 = phi i64 [ %55, %15 ], [ 0, %1 ]
%18 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %17
%19 = load i8, i8* %18
%20 = lshr i8 %19, 2
%21 = zext i8 %20 to i64
%22 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %21
%23 = load i8, i8* %22
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %16
store i8 %23, i8* %24
%25 = shl i8 %19, 4
%26 = and i8 %25, 48
%27 = add nuw nsw i64 %17, 1
%28 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %27
%29 = load i8, i8* %28
%30 = lshr i8 %29, 4
%31 = or i8 %30, %26
%32 = zext i8 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %32
%34 = load i8, i8* %33
%35 = or i64 %16, 1
%36 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %35
store i8 %34, i8* %36
%37 = shl i8 %29, 2
%38 = and i8 %37, 60
%39 = add nuw nsw i64 %17, 2
%40 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %39
%41 = load i8, i8* %40
%42 = lshr i8 %41, 6
%43 = or i8 %42, %38
%44 = zext i8 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %44
%46 = load i8, i8* %45
%47 = or i64 %16, 2
%48 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %47
store i8 %46, i8* %48
%49 = and i8 %41, 63
%50 = zext i8 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [65 x i8], [65 x i8]* @.str, i64 0, i64 %50
%52 = load i8, i8* %51
%53 = or i64 %16, 3
%54 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %53
store i8 %52, i8* %54
%55 = add nuw nsw i64 %17, 3
%56 = add nuw nsw i64 %16, 4
%57 = icmp sgt i64 %13, %56
br i1 %57, label %15, label %58
58: ; preds = %15
%59 = trunc i64 %56 to i32
br label %60
60: ; preds = %58, %1
%61 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %59, %58 ]
switch i64 %3, label %70 [
i64 1, label %62
i64 2, label %66
]
62: ; preds = %60
%63 = add nsw i32 %61, -2
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %64
store i8 61, i8* %65
br label %66
66: ; preds = %60, %62
%67 = add nsw i32 %61, -1
%68 = sext i32 %67 to i64
%69 = getelementptr inbounds i8, i8* %11, i64 %68
store i8 61, i8* %69
br label %70
70: ; preds = %66, %60
ret i8* %11
}