#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__ _offset_of(unsigned int const, unsigned int *, int);
unsigned int *alloca(int);
int cardinality(const unsigned int *buf, int len, int largest_of_interest,
                const unsigned int NA) {
  unsigned int *unique_values =
      alloca((largest_of_interest + 1) * sizeof(unsigned int));
  int cardinality = 0;
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    if (buf[i] != NA) {
      if (!(_offset_of((buf[i]), (unique_values), (cardinality)) >= 0)) {
        unique_values[cardinality++] = buf[i];
        if (cardinality > largest_of_interest)
          break;
      }
    }
  }
  return cardinality;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<cardinality>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <alloca@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11e9 <cardinality+0xc9>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
je     11d6 <cardinality+0xb6>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    -0x24(%rbp),%edx
call   1040 <_offset_of@plt>
cmp    $0x0,%rax
jge    11d1 <cardinality+0xb1>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jle    11cc <cardinality+0xac>
jmp    11e9 <cardinality+0xc9>
jmp    11d1 <cardinality+0xb1>
jmp    11d6 <cardinality+0xb6>
jmp    11db <cardinality+0xbb>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    115a <cardinality+0x3a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<cardinality>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %ecx,%r12d
mov    %esi,%ebp
mov    %rdi,%rbx
mov    %rdx,(%rsp)
lea    0x4(,%rdx,4),%edi
call   1030 <alloca@plt>
test   %ebp,%ebp
jle    1198 <cardinality+0x78>
mov    %rax,%r15
mov    %ebp,%r13d
xor    %r14d,%r14d
xor    %ebp,%ebp
jmp    1169 <cardinality+0x49>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%r14
cmp    %r14,%r13
je     119a <cardinality+0x7a>
mov    (%rbx,%r14,4),%edi
cmp    %r12d,%edi
je     1160 <cardinality+0x40>
mov    %r15,%rsi
mov    %ebp,%edx
call   1040 <_offset_of@plt>
test   %rax,%rax
jns    1160 <cardinality+0x40>
mov    (%rbx,%r14,4),%eax
movslq %ebp,%rcx
lea    0x1(%rbp),%edx
mov    %eax,(%r15,%rcx,4)
cmp    (%rsp),%ebp
mov    %edx,%ebp
jl     1160 <cardinality+0x40>
jmp    119a <cardinality+0x7a>
xor    %ebp,%ebp
mov    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @cardinality(i32* %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32 %3, i32* %8
%12 = load i32, i32* %7
%13 = add nsw i32 %12, 1
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = mul i64 %14, 4
%16 = trunc i64 %15 to i32
%17 = call i32* @alloca(i32 %16)
store i32* %17, i32** %9
store i32 0, i32* %10
store i32 0, i32* %11
br label %18
18: ; preds = %58, %4
%19 = load i32, i32* %11
%20 = load i32, i32* %6
%21 = icmp slt i32 %19, %20
br i1 %21, label %22, label %61
22: ; preds = %18
%23 = load i32*, i32** %5
%24 = load i32, i32* %11
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %25
%27 = load i32, i32* %26
%28 = load i32, i32* %8
%29 = icmp ne i32 %27, %28
br i1 %29, label %30, label %57
30: ; preds = %22
%31 = load i32*, i32** %5
%32 = load i32, i32* %11
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32*, i32** %9
%37 = load i32, i32* %10
%38 = call i64 @_offset_of(i32 %35, i32* %36, i32 %37)
%39 = icmp sge i64 %38, 0
br i1 %39, label %56, label %40
40: ; preds = %30
%41 = load i32*, i32** %5
%42 = load i32, i32* %11
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %41, i64 %43
%45 = load i32, i32* %44
%46 = load i32*, i32** %9
%47 = load i32, i32* %10
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %10
%49 = sext i32 %47 to i64
%50 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 %49
store i32 %45, i32* %50
%51 = load i32, i32* %10
%52 = load i32, i32* %7
%53 = icmp sgt i32 %51, %52
br i1 %53, label %54, label %55
54: ; preds = %40
br label %61
55: ; preds = %40
br label %56
56: ; preds = %55, %30
br label %57
57: ; preds = %56, %22
br label %58
58: ; preds = %57
%59 = load i32, i32* %11
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %11
br label %18
61: ; preds = %54, %18
%62 = load i32, i32* %10
ret i32 %62
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @cardinality(i32* nocapture %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = shl i32 %2, 2
%6 = add i32 %5, 4
%7 = tail call i32* @alloca(i32 %6)
%8 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %8, label %9, label %30
9: ; preds = %4
%10 = zext i32 %1 to i64
br label %11
11: ; preds = %9, %26
%12 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %28, %26 ]
%13 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %27, %26 ]
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %12
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp eq i32 %15, %3
br i1 %16, label %26, label %17
17: ; preds = %11
%18 = tail call i64 @_offset_of(i32 %15, i32* %7, i32 %13)
%19 = icmp sgt i64 %18, -1
br i1 %19, label %26, label %20
20: ; preds = %17
%21 = load i32, i32* %14
%22 = add nsw i32 %13, 1
%23 = sext i32 %13 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %7, i64 %23
store i32 %21, i32* %24
%25 = icmp slt i32 %13, %2
br i1 %25, label %26, label %30
26: ; preds = %11, %20, %17
%27 = phi i32 [ %13, %17 ], [ %22, %20 ], [ %13, %11 ]
%28 = add nuw nsw i64 %12, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %10
br i1 %29, label %30, label %11
30: ; preds = %26, %20, %4
%31 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %22, %20 ], [ %27, %26 ]
ret i32 %31
}