#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);
scalar_t__ validate(int *, int, int);
int *majorityElement(int *nums, int numsSize, int *returnSize) {
  int *ret, count = 0, c1 = 0, c2 = 0, i, curr, n1 = 0, n2 = 0;
  ret = (int *)malloc(2 * sizeof(int));
  if (!(nums && numsSize)) {
    *returnSize = 0;
    return ret;
  }
  for (i = 0; i < numsSize; ++i) {
    curr = nums[i];
    if (curr == n1)
      ++c1;
    else if (curr == n2)
      ++c2;
    else if (!c1) {
      n1 = curr;
      ++c1;
    } else if (!c2) {
      n2 = curr;
      ++c2;
    } else {
      --c1;
      --c2;
    }
  }
  if (validate(nums, numsSize, n1))
    ret[count++] = n1;
  if (n2 != n1 && validate(nums, numsSize, n2))
    ret[count++] = n2;
  *returnSize = count;
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<majorityElement>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    $0x8,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
je     1179 <majorityElement+0x59>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jne    1190 <majorityElement+0x70>
mov    -0x20(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
jmp    12d4 <majorityElement+0x1b4>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1255 <majorityElement+0x135>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x40(%rbp),%eax
jne    11cb <majorityElement+0xab>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1242 <majorityElement+0x122>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x44(%rbp),%eax
jne    11e5 <majorityElement+0xc5>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    123d <majorityElement+0x11d>
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jne    1203 <majorityElement+0xe3>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    1238 <majorityElement+0x118>
cmpl   $0x0,-0x34(%rbp)
jne    1221 <majorityElement+0x101>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1233 <majorityElement+0x113>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1238 <majorityElement+0x118>
jmp    123d <majorityElement+0x11d>
jmp    1242 <majorityElement+0x122>
jmp    1247 <majorityElement+0x127>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1197 <majorityElement+0x77>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x40(%rbp),%edx
call   1040 <validate@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     1286 <majorityElement+0x166>
mov    -0x40(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x40(%rbp),%eax
je     12c3 <majorityElement+0x1a3>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    -0x44(%rbp),%edx
call   1040 <validate@plt>
cmp    $0x0,%rax
je     12c3 <majorityElement+0x1a3>
mov    -0x44(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<majorityElement>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rdx,%rbp
mov    %esi,%r12d
mov    %rdi,%rbx
mov    $0x8,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
xor    %r14d,%r14d
test   %rbx,%rbx
je     1205 <majorityElement+0xe5>
test   %r12d,%r12d
je     1205 <majorityElement+0xe5>
mov    %rbp,(%rsp)
xor    %r14d,%r14d
mov    $0x0,%ebp
mov    $0x0,%r13d
test   %r12d,%r12d
jle    11c3 <majorityElement+0xa3>
mov    %r12d,%eax
xor    %ecx,%ecx
xor    %r13d,%r13d
xor    %ebp,%ebp
xor    %edx,%edx
xor    %esi,%esi
jmp    118c <majorityElement+0x6c>
nopl   (%rax)
add    $0x1,%esi
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     11c3 <majorityElement+0xa3>
mov    (%rbx,%rcx,4),%edi
cmp    %ebp,%edi
je     1180 <majorityElement+0x60>
cmp    %r13d,%edi
jne    11a0 <majorityElement+0x80>
add    $0x1,%edx
jmp    1183 <majorityElement+0x63>
nopl   (%rax)
test   %esi,%esi
je     11b0 <majorityElement+0x90>
test   %edx,%edx
je     11b9 <majorityElement+0x99>
add    $0xffffffff,%esi
add    $0xffffffff,%edx
jmp    1183 <majorityElement+0x63>
mov    $0x1,%esi
mov    %edi,%ebp
jmp    1183 <majorityElement+0x63>
mov    $0x1,%edx
mov    %edi,%r13d
jmp    1183 <majorityElement+0x63>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r12d,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <validate@plt>
test   %rax,%rax
je     11de <majorityElement+0xbe>
mov    %ebp,(%r15)
mov    $0x1,%r14d
cmp    %ebp,%r13d
je     1201 <majorityElement+0xe1>
mov    %rbx,%rdi
mov    %r12d,%esi
mov    %r13d,%edx
call   1040 <validate@plt>
test   %rax,%rax
je     1201 <majorityElement+0xe1>
mov    %r14d,%eax
add    $0x1,%r14d
mov    %r13d,(%r15,%rax,4)
mov    (%rsp),%rbp
mov    %r14d,0x0(%rbp)
mov    %r15,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32* @majorityElement(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
%15 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32* %2, i32** %7
store i32 0, i32* %9
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
store i32 0, i32* %14
store i32 0, i32* %15
%16 = call i64 @malloc(i32 8)
%17 = inttoptr i64 %16 to i32*
store i32* %17, i32** %8
%18 = load i32*, i32** %5
%19 = icmp ne i32* %18, null
br i1 %19, label %20, label %23
20: ; preds = %3
%21 = load i32, i32* %6
%22 = icmp ne i32 %21, 0
br i1 %22, label %26, label %23
23: ; preds = %20, %3
%24 = load i32*, i32** %7
store i32 0, i32* %24
%25 = load i32*, i32** %8
store i32* %25, i32** %4
br label %110
26: ; preds = %20
store i32 0, i32* %12
br label %27
27: ; preds = %73, %26
%28 = load i32, i32* %12
%29 = load i32, i32* %6
%30 = icmp slt i32 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %76
31: ; preds = %27
%32 = load i32*, i32** %5
%33 = load i32, i32* %12
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
store i32 %36, i32* %13
%37 = load i32, i32* %13
%38 = load i32, i32* %14
%39 = icmp eq i32 %37, %38
br i1 %39, label %40, label %43
40: ; preds = %31
%41 = load i32, i32* %10
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %10
br label %72
43: ; preds = %31
%44 = load i32, i32* %13
%45 = load i32, i32* %15
%46 = icmp eq i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %50
47: ; preds = %43
%48 = load i32, i32* %11
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %11
br label %71
50: ; preds = %43
%51 = load i32, i32* %10
%52 = icmp ne i32 %51, 0
br i1 %52, label %57, label %53
53: ; preds = %50
%54 = load i32, i32* %13
store i32 %54, i32* %14
%55 = load i32, i32* %10
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %10
br label %70
57: ; preds = %50
%58 = load i32, i32* %11
%59 = icmp ne i32 %58, 0
br i1 %59, label %64, label %60
60: ; preds = %57
%61 = load i32, i32* %13
store i32 %61, i32* %15
%62 = load i32, i32* %11
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %11
br label %69
64: ; preds = %57
%65 = load i32, i32* %10
%66 = add nsw i32 %65, -1
store i32 %66, i32* %10
%67 = load i32, i32* %11
%68 = add nsw i32 %67, -1
store i32 %68, i32* %11
br label %69
69: ; preds = %64, %60
br label %70
70: ; preds = %69, %53
br label %71
71: ; preds = %70, %47
br label %72
72: ; preds = %71, %40
br label %73
73: ; preds = %72
%74 = load i32, i32* %12
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %12
br label %27
76: ; preds = %27
%77 = load i32*, i32** %5
%78 = load i32, i32* %6
%79 = load i32, i32* %14
%80 = call i64 @validate(i32* %77, i32 %78, i32 %79)
%81 = icmp ne i64 %80, 0
br i1 %81, label %82, label %89
82: ; preds = %76
%83 = load i32, i32* %14
%84 = load i32*, i32** %8
%85 = load i32, i32* %9
%86 = add nsw i32 %85, 1
store i32 %86, i32* %9
%87 = sext i32 %85 to i64
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %87
store i32 %83, i32* %88
br label %89
89: ; preds = %82, %76
%90 = load i32, i32* %15
%91 = load i32, i32* %14
%92 = icmp ne i32 %90, %91
br i1 %92, label %93, label %106
93: ; preds = %89
%94 = load i32*, i32** %5
%95 = load i32, i32* %6
%96 = load i32, i32* %15
%97 = call i64 @validate(i32* %94, i32 %95, i32 %96)
%98 = icmp ne i64 %97, 0
br i1 %98, label %99, label %106
99: ; preds = %93
%100 = load i32, i32* %15
%101 = load i32*, i32** %8
%102 = load i32, i32* %9
%103 = add nsw i32 %102, 1
store i32 %103, i32* %9
%104 = sext i32 %102 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %101, i64 %104
store i32 %100, i32* %105
br label %106
106: ; preds = %99, %93, %89
%107 = load i32, i32* %9
%108 = load i32*, i32** %7
store i32 %107, i32* %108
%109 = load i32*, i32** %8
store i32* %109, i32** %4
br label %110
110: ; preds = %106, %23
%111 = load i32*, i32** %4
ret i32* %111
}

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