#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 int atoi(char *);
int /*<<< orphan*/ free(unsigned int *);
unsigned int *malloc(unsigned int);
int /*<<< orphan*/ puts(char *);
int main(int argc, char **argv) {
  unsigned *heap_test;
  unsigned heap_size, i, j;
  if (argc != 2) {
    puts("give the heap size\n");
    return 1;
  }
  heap_size = atoi(argv[1]);
  heap_test = malloc(heap_size);
  if (heap_test == NULL) {
    puts("heap_test is NULL\n");
    return 1;
  }
  for (i = 0; i < (heap_size / 4); i++) {
    heap_test[i] = (unsigned)((intptr_t)&heap_test[i]);
  }
  for (j = 0; j < 1000000000;) {
    for (i = 0; i < (heap_size / 4); i++) {
      if (heap_test[i] != (unsigned)((intptr_t)&heap_test[i])) {
        puts("heap_test changed\n");
        return 1;
      }
    }
    j += i;
  }
  free(heap_test);
  puts("success, no changes\n");
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x8(%rbp)
je     1178 <main+0x38>
lea    0xe99(%rip),%rdi
call   1040 <puts@plt>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1298 <main+0x158>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    0x8(%rax),%rdi
call   1060 <atoi@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    11b7 <main+0x77>
lea    0xe6e(%rip),%rdi
call   1040 <puts@plt>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1298 <main+0x158>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
shr    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    11f7 <main+0xb7>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    11be <main+0x7e>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x3b9aca00,-0x24(%rbp)
jae    127c <main+0x13c>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
shr    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jae    126e <main+0x12e>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x20(%rbp),%edx
shl    $0x2,%rdx
add    %rdx,%rcx
cmp    %ecx,%eax
je     125b <main+0x11b>
lea    0xddd(%rip),%rdi
call   1040 <puts@plt>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1298 <main+0x158>
jmp    1260 <main+0x120>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1212 <main+0xd2>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11fe <main+0xbe>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
lea    0xdae(%rip),%rdi
call   1040 <puts@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    $0x1,%ebp
cmp    $0x2,%edi
jne    1196 <main+0x56>
mov    0x8(%rsi),%rdi
call   1060 <atoi@plt>
mov    %eax,%r14d
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
test   %rax,%rax
je     11a2 <main+0x62>
mov    %r14d,%ecx
shr    $0x2,%ecx
cmp    $0x2,%ecx
mov    $0x1,%r8d
cmovae %ecx,%r8d
mov    %r8d,%r9d
cmp    $0x4,%r14d
jb     123f <main+0xff>
cmp    $0x8,%r8d
jae    11ae <main+0x6e>
xor    %esi,%esi
jmp    122c <main+0xec>
lea    0xe63(%rip),%rdi
jmp    128c <main+0x14c>
lea    0xe6b(%rip),%rdi
jmp    128c <main+0x14c>
mov    %r9d,%esi
and    $0xfffffff8,%esi
lea    0x1c(%rax),%rdi
mov    %rsi,%rbp
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1c(%rdi),%r10
lea    -0x18(%rdi),%ebx
lea    -0x14(%rdi),%edx
lea    -0x10(%rdi),%ecx
lea    -0xc(%rdi),%r11
lea    -0x8(%rdi),%r15d
movd   %ecx,%xmm0
movd   %edx,%xmm1
punpckldq %xmm0,%xmm1
movd   %ebx,%xmm0
movd   %r10d,%xmm2
punpckldq %xmm0,%xmm2
punpcklqdq %xmm1,%xmm2
movd   %edi,%xmm0
lea    -0x4(%rdi),%ecx
movd   %ecx,%xmm1
punpckldq %xmm0,%xmm1
movd   %r15d,%xmm0
movd   %r11d,%xmm3
punpckldq %xmm0,%xmm3
punpcklqdq %xmm1,%xmm3
movdqu %xmm2,-0x1c(%rdi)
movdqu %xmm3,-0xc(%rdi)
add    $0x20,%rdi
add    $0xfffffffffffffff8,%rbp
jne    11c0 <main+0x80>
cmp    %r9,%rsi
je     123f <main+0xff>
lea    (%rax,%rsi,4),%edi
nop
mov    %edi,(%rax,%rsi,4)
add    $0x1,%rsi
add    $0x4,%edi
cmp    %rsi,%r9
jne    1230 <main+0xf0>
shl    $0x2,%r9
xor    %esi,%esi
lea    0xddb(%rip),%rdi
jmp    125a <main+0x11a>
xchg   %ax,%ax
add    %ecx,%esi
cmp    $0x3b9aca00,%esi
jae    129e <main+0x15e>
mov    $0x0,%ecx
cmp    $0x4,%r14d
jb     1250 <main+0x110>
xor    %ebp,%ebp
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rax,%rbp,1),%rcx
cmp    (%rax,%rbp,1),%ecx
jne    1287 <main+0x147>
add    $0x4,%rbp
cmp    %rbp,%r9
jne    1270 <main+0x130>
mov    %r8d,%ecx
jmp    1250 <main+0x110>
mov    $0x1,%ebp
call   1040 <puts@plt>
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %rax,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %ebp,%ebp
lea    0xd8b(%rip),%rdi
jmp    128c <main+0x14c>

LLVM IR (-O0):
@.str = [20 x i8] c"give the heap size\0A\00"
@.str.1 = [19 x i8] c"heap_test is NULL\0A\00"
@.str.2 = [19 x i8] c"heap_test changed\0A\00"
@.str.3 = [21 x i8] c"success, no changes\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
%10 = load i32, i32* %4
%11 = icmp ne i32 %10, 2
br i1 %11, label %12, label %14
12: ; preds = %2
%13 = call i32 @puts(i8* getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
store i32 1, i32* %3
br label %82
14: ; preds = %2
%15 = load i8**, i8*** %5
%16 = getelementptr inbounds i8*, i8** %15, i64 1
%17 = load i8*, i8** %16
%18 = call i32 @atoi(i8* %17)
store i32 %18, i32* %7
%19 = load i32, i32* %7
%20 = call i32* @malloc(i32 %19)
store i32* %20, i32** %6
%21 = load i32*, i32** %6
%22 = icmp eq i32* %21, null
br i1 %22, label %23, label %25
23: ; preds = %14
%24 = call i32 @puts(i8* getelementptr inbounds ([19 x i8], [19 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
store i32 1, i32* %3
br label %82
25: ; preds = %14
store i32 0, i32* %8
br label %26
26: ; preds = %42, %25
%27 = load i32, i32* %8
%28 = load i32, i32* %7
%29 = udiv i32 %28, 4
%30 = icmp ult i32 %27, %29
br i1 %30, label %31, label %45
31: ; preds = %26
%32 = load i32*, i32** %6
%33 = load i32, i32* %8
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = ptrtoint i32* %35 to i64
%37 = trunc i64 %36 to i32
%38 = load i32*, i32** %6
%39 = load i32, i32* %8
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %40
store i32 %37, i32* %41
br label %42
42: ; preds = %31
%43 = load i32, i32* %8
%44 = add i32 %43, 1
store i32 %44, i32* %8
br label %26
45: ; preds = %26
store i32 0, i32* %9
br label %46
46: ; preds = %74, %45
%47 = load i32, i32* %9
%48 = icmp ult i32 %47, 1000000000
br i1 %48, label %49, label %78
49: ; preds = %46
store i32 0, i32* %8
br label %50
50: ; preds = %71, %49
%51 = load i32, i32* %8
%52 = load i32, i32* %7
%53 = udiv i32 %52, 4
%54 = icmp ult i32 %51, %53
br i1 %54, label %55, label %74
55: ; preds = %50
%56 = load i32*, i32** %6
%57 = load i32, i32* %8
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %56, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32*, i32** %6
%62 = load i32, i32* %8
%63 = zext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = ptrtoint i32* %64 to i64
%66 = trunc i64 %65 to i32
%67 = icmp ne i32 %60, %66
br i1 %67, label %68, label %70
68: ; preds = %55
%69 = call i32 @puts(i8* getelementptr inbounds ([19 x i8], [19 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
store i32 1, i32* %3
br label %82
70: ; preds = %55
br label %71
71: ; preds = %70
%72 = load i32, i32* %8
%73 = add i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %8
br label %50
74: ; preds = %50
%75 = load i32, i32* %8
%76 = load i32, i32* %9
%77 = add i32 %76, %75
store i32 %77, i32* %9
br label %46
78: ; preds = %46
%79 = load i32*, i32** %6
%80 = call i32 @free(i32* %79)
%81 = call i32 @puts(i8* getelementptr inbounds ([21 x i8], [21 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0))
store i32 0, i32* %3
br label %82
82: ; preds = %78, %68, %23, %12
%83 = load i32, i32* %3
ret i32 %83
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [20 x i8] c"give the heap size\0A\00"
@.str.1 = [19 x i8] c"heap_test is NULL\0A\00"
@.str.2 = [19 x i8] c"heap_test changed\0A\00"
@.str.3 = [21 x i8] c"success, no changes\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture %1) {
%3 = icmp eq i32 %0, 2
br i1 %3, label %4, label %84
4: ; preds = %2
%5 = getelementptr inbounds i8*, i8** %1, i64 1
%6 = load i8*, i8** %5
%7 = tail call i32 @atoi(i8* %6)
%8 = tail call i32* @malloc(i32 %7)
%9 = icmp eq i32* %8, null
br i1 %9, label %84, label %10
10: ; preds = %4
%11 = lshr i32 %7, 2
%12 = icmp ult i32 %7, 4
%13 = call i32 @llvm.umax.i32(i32 %11, i32 1)
br i1 %12, label %57, label %14
14: ; preds = %10
%15 = zext i32 %13 to i64
%16 = icmp ult i32 %13, 8
br i1 %16, label %55, label %17
17: ; preds = %14
%18 = and i64 %15, 1073741816
br label %19
19: ; preds = %19, %17
%20 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %51, %19 ]
%21 = or i64 %20, 1
%22 = or i64 %20, 2
%23 = or i64 %20, 3
%24 = or i64 %20, 4
%25 = or i64 %20, 5
%26 = or i64 %20, 6
%27 = or i64 %20, 7
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %20
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %21
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %22
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %23
%32 = insertelement <4 x i32*> poison, i32* %28, i64 0
%33 = insertelement <4 x i32*> %32, i32* %29, i64 1
%34 = insertelement <4 x i32*> %33, i32* %30, i64 2
%35 = insertelement <4 x i32*> %34, i32* %31, i64 3
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %24
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %25
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %26
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %27
%40 = insertelement <4 x i32*> poison, i32* %36, i64 0
%41 = insertelement <4 x i32*> %40, i32* %37, i64 1
%42 = insertelement <4 x i32*> %41, i32* %38, i64 2
%43 = insertelement <4 x i32*> %42, i32* %39, i64 3
%44 = ptrtoint <4 x i32*> %35 to <4 x i64>
%45 = ptrtoint <4 x i32*> %43 to <4 x i64>
%46 = trunc <4 x i64> %44 to <4 x i32>
%47 = trunc <4 x i64> %45 to <4 x i32>
%48 = bitcast i32* %28 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %46, <4 x i32>* %48
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %28, i64 4
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %47, <4 x i32>* %50
%51 = add nuw i64 %20, 8
%52 = icmp eq i64 %51, %18
br i1 %52, label %53, label %19
53: ; preds = %19
%54 = icmp eq i64 %18, %15
br i1 %54, label %57, label %55
55: ; preds = %14, %53
%56 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %18, %53 ]
br label %59
57: ; preds = %59, %53, %10
%58 = zext i32 %13 to i64
br label %66
59: ; preds = %55, %59
%60 = phi i64 [ %64, %59 ], [ %56, %55 ]
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %60
%62 = ptrtoint i32* %61 to i64
%63 = trunc i64 %62 to i32
store i32 %63, i32* %61
%64 = add nuw nsw i64 %60, 1
%65 = icmp eq i64 %64, %15
br i1 %65, label %57, label %59
66: ; preds = %57, %78
%67 = phi i32 [ 0, %57 ], [ %80, %78 ]
br i1 %12, label %78, label %68
68: ; preds = %66, %75
%69 = phi i64 [ %76, %75 ], [ 0, %66 ]
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = ptrtoint i32* %70 to i64
%73 = trunc i64 %72 to i32
%74 = icmp eq i32 %71, %73
br i1 %74, label %75, label %84
75: ; preds = %68
%76 = add nuw nsw i64 %69, 1
%77 = icmp eq i64 %76, %58
br i1 %77, label %78, label %68
78: ; preds = %75, %66
%79 = phi i32 [ 0, %66 ], [ %13, %75 ]
%80 = add i32 %79, %67
%81 = icmp ult i32 %80, 1000000000
br i1 %81, label %66, label %82
82: ; preds = %78
%83 = tail call i32 @free(i32* %8)
br label %84
84: ; preds = %68, %4, %2, %82
%85 = phi i8* [ getelementptr inbounds ([21 x i8], [21 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), %82 ], [ getelementptr inbounds ([20 x i8], [20 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), %2 ], [ getelementptr inbounds ([19 x i8], [19 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), %4 ], [ getelementptr inbounds ([19 x i8], [19 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), %68 ]
%86 = phi i32 [ 0, %82 ], [ 1, %2 ], [ 1, %4 ], [ 1, %68 ]
%87 = tail call i32 @puts(i8* dereferenceable(1) %85)
ret i32 %86
}