#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(int *);
int *malloc(int);
int *cat_array(int *array1, int size1, int *array2, int size2, int *array3,
               int size3) {
  int *new_array = malloc((size1 + size2 + size3) * sizeof(int));
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < size1; i++) {
    new_array[i] = array1[i];
  }
  for (j = 0; j < size2; j++) {
    new_array[i + j] = array2[j];
  }
  for (k = 0; k < size2; k++) {
    new_array[i + j + k] = array3[k];
  }
  free(array1);
  free(array2);
  free(array3);
  return new_array;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<cat_array>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8,-0x28(%rbp)
mov    %r9d,-0x2c(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x2c(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    118f <cat_array+0x6f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    115f <cat_array+0x3f>
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    11cb <cat_array+0xab>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    -0x40(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    1196 <cat_array+0x76>
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    120a <cat_array+0xea>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x3c(%rbp),%ecx
add    -0x40(%rbp),%ecx
add    -0x44(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    11d2 <cat_array+0xb2>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<cat_array>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8,%rbx
mov    %ecx,%ebp
mov    %rdx,(%rsp)
mov    %esi,%r13d
mov    %rdi,%r15
lea    0x0(%rbp,%r13,1),%edi
add    %r9d,%edi
shl    $0x2,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
test   %r13d,%r13d
jle    117d <cat_array+0x4d>
mov    %r13d,%edx
shl    $0x2,%rdx
mov    %r12,%rdi
mov    %r15,%rsi
call   1040 <memcpy@plt>
test   %ebp,%ebp
jg     1188 <cat_array+0x58>
jmp    12af <cat_array+0x17f>
xor    %r13d,%r13d
test   %ebp,%ebp
jle    12af <cat_array+0x17f>
mov    %r13d,%eax
lea    (%r12,%rax,4),%rdi
mov    %ebp,%r14d
lea    0x0(,%r14,4),%rdx
mov    (%rsp),%rsi
call   1040 <memcpy@plt>
add    %ebp,%r13d
cmp    $0x8,%ebp
jae    11b2 <cat_array+0x82>
xor    %eax,%eax
jmp    1290 <cat_array+0x160>
mov    %r14d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
lea    -0x8(%rax),%rsi
mov    %rsi,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %edx,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0x18,%rsi
jae    11d6 <cat_array+0xa6>
xor    %esi,%esi
jmp    1248 <cat_array+0x118>
and    $0xfffffffffffffffc,%rdx
lea    (%r12,%r13,4),%rdi
add    $0x70,%rdi
xor    %esi,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movups (%rbx,%rsi,4),%xmm0
movups 0x10(%rbx,%rsi,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x70(%rdi,%rsi,4)
movups %xmm1,-0x60(%rdi,%rsi,4)
movups 0x20(%rbx,%rsi,4),%xmm0
movups 0x30(%rbx,%rsi,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x50(%rdi,%rsi,4)
movups %xmm1,-0x40(%rdi,%rsi,4)
movups 0x40(%rbx,%rsi,4),%xmm0
movups 0x50(%rbx,%rsi,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x30(%rdi,%rsi,4)
movups %xmm1,-0x20(%rdi,%rsi,4)
movups 0x60(%rbx,%rsi,4),%xmm0
movups 0x70(%rbx,%rsi,4),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rdi,%rsi,4)
movups %xmm1,(%rdi,%rsi,4)
add    $0x20,%rsi
add    $0xfffffffffffffffc,%rdx
jne    11f0 <cat_array+0xc0>
test   %rcx,%rcx
je     128b <cat_array+0x15b>
lea    (%rsi,%r13,1),%rdx
lea    (%r12,%rdx,4),%rdx
add    $0x10,%rdx
lea    (%rbx,%rsi,4),%rsi
add    $0x10,%rsi
shl    $0x5,%rcx
xor    %edi,%edi
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movups -0x10(%rsi,%rdi,1),%xmm0
movups (%rsi,%rdi,1),%xmm1
movups %xmm0,-0x10(%rdx,%rdi,1)
movups %xmm1,(%rdx,%rdi,1)
add    $0x20,%rdi
cmp    %rdi,%rcx
jne    1270 <cat_array+0x140>
cmp    %r14,%rax
je     12af <cat_array+0x17f>
lea    (%r12,%r13,4),%rcx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    (%rbx,%rax,4),%edx
mov    %edx,(%rcx,%rax,4)
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%r14
jne    12a0 <cat_array+0x170>
mov    %r15,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    (%rsp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r12,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @cat_array(i32* %0, i32 %1, i32* %2, i32 %3, i32* %4, i32 %5) {
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32*
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
store i32* %0, i32** %7
store i32 %1, i32* %8
store i32* %2, i32** %9
store i32 %3, i32* %10
store i32* %4, i32** %11
store i32 %5, i32* %12
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %10
%19 = add nsw i32 %17, %18
%20 = load i32, i32* %12
%21 = add nsw i32 %19, %20
%22 = sext i32 %21 to i64
%23 = mul i64 %22, 4
%24 = trunc i64 %23 to i32
%25 = call i32* @malloc(i32 %24)
store i32* %25, i32** %13
store i32 0, i32* %14
br label %26
26: ; preds = %40, %6
%27 = load i32, i32* %14
%28 = load i32, i32* %8
%29 = icmp slt i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %43
30: ; preds = %26
%31 = load i32*, i32** %7
%32 = load i32, i32* %14
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32*, i32** %13
%37 = load i32, i32* %14
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 %38
store i32 %35, i32* %39
br label %40
40: ; preds = %30
%41 = load i32, i32* %14
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %14
br label %26
43: ; preds = %26
store i32 0, i32* %15
br label %44
44: ; preds = %60, %43
%45 = load i32, i32* %15
%46 = load i32, i32* %10
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %63
48: ; preds = %44
%49 = load i32*, i32** %9
%50 = load i32, i32* %15
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = load i32*, i32** %13
%55 = load i32, i32* %14
%56 = load i32, i32* %15
%57 = add nsw i32 %55, %56
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %58
store i32 %53, i32* %59
br label %60
60: ; preds = %48
%61 = load i32, i32* %15
%62 = add nsw i32 %61, 1
store i32 %62, i32* %15
br label %44
63: ; preds = %44
store i32 0, i32* %16
br label %64
64: ; preds = %82, %63
%65 = load i32, i32* %16
%66 = load i32, i32* %10
%67 = icmp slt i32 %65, %66
br i1 %67, label %68, label %85
68: ; preds = %64
%69 = load i32*, i32** %11
%70 = load i32, i32* %16
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = load i32*, i32** %13
%75 = load i32, i32* %14
%76 = load i32, i32* %15
%77 = add nsw i32 %75, %76
%78 = load i32, i32* %16
%79 = add nsw i32 %77, %78
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 %80
store i32 %73, i32* %81
br label %82
82: ; preds = %68
%83 = load i32, i32* %16
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %16
br label %64
85: ; preds = %64
%86 = load i32*, i32** %7
%87 = call i32 @free(i32* %86)
%88 = load i32*, i32** %9
%89 = call i32 @free(i32* %88)
%90 = load i32*, i32** %11
%91 = call i32 @free(i32* %90)
%92 = load i32*, i32** %13
ret i32* %92
}

LLVM IR (-O2):
define noalias i32* @cat_array(i32* nocapture %0, i32 %1, i32* nocapture %2, i32 %3, i32* nocapture %4, i32 %5) {
%7 = bitcast i32* %2 to i8*
%8 = add nsw i32 %3, %1
%9 = add nsw i32 %8, %5
%10 = shl i32 %9, 2
%11 = tail call i32* @malloc(i32 %10)
%12 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %12, label %13, label %18
13: ; preds = %6
%14 = bitcast i32* %11 to i8*
%15 = bitcast i32* %0 to i8*
%16 = zext i32 %1 to i64
%17 = shl nuw nsw i64 %16, 2
br label %18
18: ; preds = %13, %6
%19 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %1, %13 ]
%20 = icmp sgt i32 %3, 0
br i1 %20, label %21, label %125
21: ; preds = %18
%22 = zext i32 %19 to i64
%23 = getelementptr i32, i32* %11, i64 %22
%24 = bitcast i32* %23 to i8*
%25 = zext i32 %3 to i64
%26 = shl nuw nsw i64 %25, 2
%27 = add nuw nsw i32 %19, %3
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = zext i32 %3 to i64
%30 = icmp ult i32 %3, 8
br i1 %30, label %115, label %31
31: ; preds = %21
%32 = and i64 %29, 4294967288
%33 = add nsw i64 %32, -8
%34 = lshr exact i64 %33, 3
%35 = add nuw nsw i64 %34, 1
%36 = and i64 %35, 3
%37 = icmp ult i64 %33, 24
br i1 %37, label %93, label %38
38: ; preds = %31
%39 = and i64 %35, 4611686018427387900
br label %40
40: ; preds = %40, %38
%41 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %90, %40 ]
%42 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %91, %40 ]
%43 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %41
%44 = bitcast i32* %43 to <4 x i32>*
%45 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %44
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %43, i64 4
%47 = bitcast i32* %46 to <4 x i32>*
%48 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %47
%49 = add nuw nsw i64 %41, %28
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %49
%51 = bitcast i32* %50 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %45, <4 x i32>* %51
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %50, i64 4
%53 = bitcast i32* %52 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %48, <4 x i32>* %53
%54 = or i64 %41, 8
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %54
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
%57 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %56
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 4
%59 = bitcast i32* %58 to <4 x i32>*
%60 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %59
%61 = add nuw nsw i64 %54, %28
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %61
%63 = bitcast i32* %62 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %57, <4 x i32>* %63
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 4
%65 = bitcast i32* %64 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %60, <4 x i32>* %65
%66 = or i64 %41, 16
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %66
%68 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
%69 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %68
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %67, i64 4
%71 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
%72 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %71
%73 = add nuw nsw i64 %66, %28
%74 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %73
%75 = bitcast i32* %74 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %69, <4 x i32>* %75
%76 = getelementptr inbounds i32, i32* %74, i64 4
%77 = bitcast i32* %76 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %72, <4 x i32>* %77
%78 = or i64 %41, 24
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %78
%80 = bitcast i32* %79 to <4 x i32>*
%81 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %80
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 4
%83 = bitcast i32* %82 to <4 x i32>*
%84 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %83
%85 = add nuw nsw i64 %78, %28
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %85
%87 = bitcast i32* %86 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %81, <4 x i32>* %87
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %86, i64 4
%89 = bitcast i32* %88 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %84, <4 x i32>* %89
%90 = add nuw i64 %41, 32
%91 = add i64 %42, 4
%92 = icmp eq i64 %91, %39
br i1 %92, label %93, label %40
93: ; preds = %40, %31
%94 = phi i64 [ 0, %31 ], [ %90, %40 ]
%95 = icmp eq i64 %36, 0
br i1 %95, label %113, label %96
96: ; preds = %93, %96
%97 = phi i64 [ %110, %96 ], [ %94, %93 ]
%98 = phi i64 [ %111, %96 ], [ 0, %93 ]
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %97
%100 = bitcast i32* %99 to <4 x i32>*
%101 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %100
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %99, i64 4
%103 = bitcast i32* %102 to <4 x i32>*
%104 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %103
%105 = add nuw nsw i64 %97, %28
%106 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %105
%107 = bitcast i32* %106 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %101, <4 x i32>* %107
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %106, i64 4
%109 = bitcast i32* %108 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %104, <4 x i32>* %109
%110 = add nuw i64 %97, 8
%111 = add i64 %98, 1
%112 = icmp eq i64 %111, %36
br i1 %112, label %113, label %96
113: ; preds = %96, %93
%114 = icmp eq i64 %32, %29
br i1 %114, label %125, label %115
115: ; preds = %21, %113
%116 = phi i64 [ 0, %21 ], [ %32, %113 ]
br label %117
117: ; preds = %115, %117
%118 = phi i64 [ %123, %117 ], [ %116, %115 ]
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %118
%120 = load i32, i32* %119
%121 = add nuw nsw i64 %118, %28
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %121
store i32 %120, i32* %122
%123 = add nuw nsw i64 %118, 1
%124 = icmp eq i64 %123, %29
br i1 %124, label %125, label %117
125: ; preds = %117, %113, %18
%126 = tail call i32 @free(i32* %0)
%127 = tail call i32 @free(i32* %2)
%128 = tail call i32 @free(i32* %4)
ret i32* %11
}