#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 */
scalar_t__ malloc(int);
int *create_sets(int num_sets, int num_elem, int max_idx) {
  int offset = 0;
  int *sets = (int *)malloc(num_sets * num_elem * sizeof(int));
  if (sets == NULL)
    return NULL;
  int idx;
  int val;
  for (int set = 0; set < 6; set++) {
    idx = 0;
    for (int i = 0; i < max_idx; i++) {
      int n = i + 1;
      switch (set) {
      case 0:
        val = n * (n + 1) / 2;
        break;
      case 1:
        val = n * n;
        break;
      case 2:
        val = n * (3 * n - 1) / 2;
        break;
      case 3:
        val = n * (2 * n - 1);
        break;
      case 4:
        val = n * (5 * n - 3) / 2;
        break;
      case 5:
        val = n * (3 * n - 2);
        break;
      }
      if ((val > 999) & (val <= 9999)) {
        offset = set * num_elem + idx;
        sets[offset] = val;
        idx++;
      }
    }
  }
  return sets;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<create_sets>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0xc(%rbp)
mov    %esi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    1158 <create_sets+0x48>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    12b9 <create_sets+0x1a9>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
cmpl   $0x6,-0x2c(%rbp)
jge    12b1 <create_sets+0x1a1>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    129e <create_sets+0x18e>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
sub    $0x5,%rax
ja     123d <create_sets+0x12d>
mov    -0x40(%rbp),%rax
lea    0xe58(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    123d <create_sets+0x12d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    123d <create_sets+0x12d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   $0x3,-0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    123d <create_sets+0x12d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
sub    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    123d <create_sets+0x12d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   $0x5,-0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x3,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    123d <create_sets+0x12d>
mov    -0x34(%rbp),%eax
imul   $0x3,-0x34(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x3e7,-0x28(%rbp)
setg   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
cmpl   $0x270f,-0x28(%rbp)
setle  %cl
and    $0x1,%cl
movzbl %cl,%ecx
and    %ecx,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     128b <create_sets+0x17b>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1290 <create_sets+0x180>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1177 <create_sets+0x67>
jmp    12a3 <create_sets+0x193>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    115f <create_sets+0x4f>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<create_sets>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%r14d
imul   %esi,%edi
shl    $0x2,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%r8
xor    %eax,%eax
test   %r8,%r8
je     1209 <create_sets+0xf9>
mov    %r15d,%r11d
neg    %r11d
lea    0xebc(%rip),%r10
jmp    115c <create_sets+0x4c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%eax
cmp    $0x6,%eax
je     1206 <create_sets+0xf6>
test   %r15d,%r15d
jle    1150 <create_sets+0x40>
mov    %eax,%r9d
imul   %r14d,%r9d
xor    %r12d,%r12d
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x2,%edi
mov    $0x2,%esi
mov    $0x1,%ebp
jmp    11a8 <create_sets+0x98>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%r11,%rbp,1),%ebx
add    $0x1,%ebx
add    $0x1,%ebp
add    $0x2,%ecx
add    $0x3,%esi
add    $0x5,%edi
cmp    $0x1,%ebx
je     1150 <create_sets+0x40>
cmp    $0x5,%eax
ja     11e7 <create_sets+0xd7>
mov    %eax,%edx
movslq (%r10,%rdx,4),%rdx
add    %r10,%rdx
jmp    *%rdx
lea    0x1(%rbp),%edx
imul   %ebp,%edx
shr    %edx
jmp    11e7 <create_sets+0xd7>
mov    %ebp,%edx
imul   %edx,%edx
jmp    11e7 <create_sets+0xd7>
mov    %esi,%ebx
jmp    11d3 <create_sets+0xc3>
mov    %ecx,%edx
jmp    11e4 <create_sets+0xd4>
mov    %edi,%ebx
imul   %ebp,%ebx
mov    %ebx,%edx
shr    $0x1f,%edx
add    %ebx,%edx
sar    %edx
jmp    11e7 <create_sets+0xd7>
lea    -0x1(%rsi),%edx
imul   %ebp,%edx
lea    -0x3e8(%rdx),%ebx
cmp    $0x2327,%ebx
ja     1190 <create_sets+0x80>
lea    (%r12,%r9,1),%ebx
movslq %ebx,%rbx
mov    %edx,(%r8,%rbx,4)
add    $0x1,%r12d
jmp    1190 <create_sets+0x80>
mov    %r8,%rax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @create_sets(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 0, i32* %8
%15 = load i32, i32* %5
%16 = load i32, i32* %6
%17 = mul nsw i32 %15, %16
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = mul i64 %18, 4
%20 = trunc i64 %19 to i32
%21 = call i64 @malloc(i32 %20)
%22 = inttoptr i64 %21 to i32*
store i32* %22, i32** %9
%23 = load i32*, i32** %9
%24 = icmp eq i32* %23, null
br i1 %24, label %25, label %26
25: ; preds = %3
store i32* null, i32** %4
br label %107
26: ; preds = %3
store i32 0, i32* %12
br label %27
27: ; preds = %102, %26
%28 = load i32, i32* %12
%29 = icmp slt i32 %28, 6
br i1 %29, label %30, label %105
30: ; preds = %27
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %13
br label %31
31: ; preds = %98, %30
%32 = load i32, i32* %13
%33 = load i32, i32* %7
%34 = icmp slt i32 %32, %33
br i1 %34, label %35, label %101
35: ; preds = %31
%36 = load i32, i32* %13
%37 = add nsw i32 %36, 1
store i32 %37, i32* %14
%38 = load i32, i32* %12
switch i32 %38, label %75 [
i32 0, label %39
i32 1, label %45
i32 2, label %49
i32 3, label %56
i32 4, label %62
i32 5, label %69
]
39: ; preds = %35
%40 = load i32, i32* %14
%41 = load i32, i32* %14
%42 = add nsw i32 %41, 1
%43 = mul nsw i32 %40, %42
%44 = sdiv i32 %43, 2
store i32 %44, i32* %11
br label %75
45: ; preds = %35
%46 = load i32, i32* %14
%47 = load i32, i32* %14
%48 = mul nsw i32 %46, %47
store i32 %48, i32* %11
br label %75
49: ; preds = %35
%50 = load i32, i32* %14
%51 = load i32, i32* %14
%52 = mul nsw i32 3, %51
%53 = sub nsw i32 %52, 1
%54 = mul nsw i32 %50, %53
%55 = sdiv i32 %54, 2
store i32 %55, i32* %11
br label %75
56: ; preds = %35
%57 = load i32, i32* %14
%58 = load i32, i32* %14
%59 = mul nsw i32 2, %58
%60 = sub nsw i32 %59, 1
%61 = mul nsw i32 %57, %60
store i32 %61, i32* %11
br label %75
62: ; preds = %35
%63 = load i32, i32* %14
%64 = load i32, i32* %14
%65 = mul nsw i32 5, %64
%66 = sub nsw i32 %65, 3
%67 = mul nsw i32 %63, %66
%68 = sdiv i32 %67, 2
store i32 %68, i32* %11
br label %75
69: ; preds = %35
%70 = load i32, i32* %14
%71 = load i32, i32* %14
%72 = mul nsw i32 3, %71
%73 = sub nsw i32 %72, 2
%74 = mul nsw i32 %70, %73
store i32 %74, i32* %11
br label %75
75: ; preds = %35, %69, %62, %56, %49, %45, %39
%76 = load i32, i32* %11
%77 = icmp sgt i32 %76, 999
%78 = zext i1 %77 to i32
%79 = load i32, i32* %11
%80 = icmp sle i32 %79, 9999
%81 = zext i1 %80 to i32
%82 = and i32 %78, %81
%83 = icmp ne i32 %82, 0
br i1 %83, label %84, label %97
84: ; preds = %75
%85 = load i32, i32* %12
%86 = load i32, i32* %6
%87 = mul nsw i32 %85, %86
%88 = load i32, i32* %10
%89 = add nsw i32 %87, %88
store i32 %89, i32* %8
%90 = load i32, i32* %11
%91 = load i32*, i32** %9
%92 = load i32, i32* %8
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 %93
store i32 %90, i32* %94
%95 = load i32, i32* %10
%96 = add nsw i32 %95, 1
store i32 %96, i32* %10
br label %97
97: ; preds = %84, %75
br label %98
98: ; preds = %97
%99 = load i32, i32* %13
%100 = add nsw i32 %99, 1
store i32 %100, i32* %13
br label %31
101: ; preds = %31
br label %102
102: ; preds = %101
%103 = load i32, i32* %12
%104 = add nsw i32 %103, 1
store i32 %104, i32* %12
br label %27
105: ; preds = %27
%106 = load i32*, i32** %9
store i32* %106, i32** %4
br label %107
107: ; preds = %105, %25
%108 = load i32*, i32** %4
ret i32* %108
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @create_sets(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = shl i32 %0, 2
%5 = mul i32 %4, %1
%6 = tail call i64 @malloc(i32 %5)
%7 = inttoptr i64 %6 to i32*
%8 = icmp eq i64 %6, 0
br i1 %8, label %61, label %9
9: ; preds = %3
%10 = icmp sgt i32 %2, 0
br label %11
11: ; preds = %9, %16
%12 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %18, %16 ]
%13 = phi i32 [ undef, %9 ], [ %17, %16 ]
br i1 %10, label %14, label %16
14: ; preds = %11
%15 = mul nsw i32 %12, %1
br label %20
16: ; preds = %58, %11
%17 = phi i32 [ %13, %11 ], [ %50, %58 ]
%18 = add nuw nsw i32 %12, 1
%19 = icmp eq i32 %18, 6
br i1 %19, label %61, label %11
20: ; preds = %14, %58
%21 = phi i32 [ 0, %14 ], [ %24, %58 ]
%22 = phi i32 [ %13, %14 ], [ %50, %58 ]
%23 = phi i32 [ 0, %14 ], [ %59, %58 ]
%24 = add nuw nsw i32 %21, 1
switch i32 %12, label %49 [
i32 0, label %25
i32 1, label %29
i32 2, label %31
i32 3, label %36
i32 4, label %40
i32 5, label %45
]
25: ; preds = %20
%26 = add nuw nsw i32 %21, 2
%27 = mul nsw i32 %24, %26
%28 = lshr i32 %27, 1
br label %49
29: ; preds = %20
%30 = mul nsw i32 %24, %24
br label %49
31: ; preds = %20
%32 = mul nsw i32 %24, 3
%33 = add nsw i32 %32, -1
%34 = mul nsw i32 %33, %24
%35 = sdiv i32 %34, 2
br label %49
36: ; preds = %20
%37 = shl nuw nsw i32 %24, 1
%38 = add nsw i32 %37, -1
%39 = mul nsw i32 %38, %24
br label %49
40: ; preds = %20
%41 = mul nsw i32 %24, 5
%42 = add nsw i32 %41, -3
%43 = mul nsw i32 %42, %24
%44 = sdiv i32 %43, 2
br label %49
45: ; preds = %20
%46 = mul nsw i32 %24, 3
%47 = add nsw i32 %46, -2
%48 = mul nsw i32 %47, %24
br label %49
49: ; preds = %20, %45, %40, %36, %31, %29, %25
%50 = phi i32 [ %22, %20 ], [ %48, %45 ], [ %44, %40 ], [ %39, %36 ], [ %35, %31 ], [ %30, %29 ], [ %28, %25 ]
%51 = add i32 %50, -1000
%52 = icmp ult i32 %51, 9000
br i1 %52, label %53, label %58
53: ; preds = %49
%54 = add nsw i32 %23, %15
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %55
store i32 %50, i32* %56
%57 = add nsw i32 %23, 1
br label %58
58: ; preds = %53, %49
%59 = phi i32 [ %57, %53 ], [ %23, %49 ]
%60 = icmp eq i32 %24, %2
br i1 %60, label %16, label %20
61: ; preds = %16, %3
%62 = phi i32* [ null, %3 ], [ %7, %16 ]
ret i32* %62
}