#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 */
typedef unsigned long long uint64_t;

/* Variables and functions */
unsigned long long *malloc(int);
uint64_t *toggle_bit(uint64_t *str, int nset, int p) {
  size_t i;
  uint64_t *new_str = malloc(sizeof(uint64_t) * nset);
  for (i = 0; i < nset; ++i) {
    new_str[i] = str[i];
  }
  int p_set = p / 64;
  int p_rel = p % 64;
  new_str[nset - p_set - 1] ^= 1ULL << p_rel;
  return new_str;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<toggle_bit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    1177 <toggle_bit+0x67>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    113d <toggle_bit+0x2d>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
xor    (%rax,%rcx,8),%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<toggle_bit>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%ebx
mov    %esi,%r15d
mov    %rdi,%r12
lea    0x0(,%r15,8),%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,%r14
test   %r15d,%r15d
je     1157 <toggle_bit+0x37>
movslq %r15d,%rdx
shl    $0x3,%rdx
mov    %r14,%rdi
mov    %r12,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
lea    0x3f(%rbx),%eax
test   %ebx,%ebx
cmovns %ebx,%eax
mov    %eax,%edx
and    $0xc0,%eax
sub    %eax,%ebx
mov    $0x1,%eax
mov    %ebx,%ecx
shl    %cl,%rax
sar    $0x6,%edx
not    %edx
add    %r15d,%edx
movslq %edx,%rcx
xor    %rax,(%r14,%rcx,8)
mov    %r14,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i64* @toggle_bit(i64* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i64*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i64* %0, i64** %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%11 = load i32, i32* %5
%12 = sext i32 %11 to i64
%13 = mul i64 8, %12
%14 = trunc i64 %13 to i32
%15 = call i64* @malloc(i32 %14)
store i64* %15, i64** %8
store i64 0, i64* %7
br label %16
16: ; preds = %29, %3
%17 = load i64, i64* %7
%18 = load i32, i32* %5
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = icmp ult i64 %17, %19
br i1 %20, label %21, label %32
21: ; preds = %16
%22 = load i64*, i64** %4
%23 = load i64, i64* %7
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %22, i64 %23
%25 = load i64, i64* %24
%26 = load i64*, i64** %8
%27 = load i64, i64* %7
%28 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %27
store i64 %25, i64* %28
br label %29
29: ; preds = %21
%30 = load i64, i64* %7
%31 = add i64 %30, 1
store i64 %31, i64* %7
br label %16
32: ; preds = %16
%33 = load i32, i32* %6
%34 = sdiv i32 %33, 64
store i32 %34, i32* %9
%35 = load i32, i32* %6
%36 = srem i32 %35, 64
store i32 %36, i32* %10
%37 = load i32, i32* %10
%38 = zext i32 %37 to i64
%39 = shl i64 1, %38
%40 = load i64*, i64** %8
%41 = load i32, i32* %5
%42 = load i32, i32* %9
%43 = sub nsw i32 %41, %42
%44 = sub nsw i32 %43, 1
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i64, i64* %40, i64 %45
%47 = load i64, i64* %46
%48 = xor i64 %47, %39
store i64 %48, i64* %46
%49 = load i64*, i64** %8
ret i64* %49
}

LLVM IR (-O2):
define noalias i64* @toggle_bit(i64* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = shl i32 %1, 3
%5 = tail call i64* @malloc(i32 %4)
%6 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %6, label %12, label %7
7: ; preds = %3
%8 = bitcast i64* %5 to i8*
%9 = bitcast i64* %0 to i8*
%10 = sext i32 %1 to i64
%11 = shl nuw nsw i64 %10, 3
br label %12
12: ; preds = %7, %3
%13 = sdiv i32 %2, -64
%14 = srem i32 %2, 64
%15 = zext i32 %14 to i64
%16 = shl nuw i64 1, %15
%17 = add i32 %1, -1
%18 = add i32 %17, %13
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i64, i64* %5, i64 %19
%21 = load i64, i64* %20
%22 = xor i64 %21, %16
store i64 %22, i64* %20
ret i64* %5
}