#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*/ assert(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ fprintf(int /*<<< orphan*/, char *, int);
int /*<<< orphan*/ free(long *);
int getpid();
long *malloc(size_t);
int /*<<< orphan*/ my_yield();
int /*<<< orphan*/ stderr;
int allocate_free(int repeat, int scheme) {
  int loop;
  const int MAXPTRS = 50;
  ;
  for (loop = 0; loop < repeat; loop++) {
    size_t oldsize = 5;
    size_t size = sizeof(long);
    long *ptrs[MAXPTRS];
    int num_alloc;
    int i;

    ;
    for (num_alloc = 0; num_alloc < MAXPTRS; num_alloc++) {
      size_t newsize = 0;

      ;
      ptrs[num_alloc] = malloc(size);
      if (ptrs[num_alloc] == NULL) {
        break;
      }
      ptrs[num_alloc][0] = num_alloc;
      switch (scheme) {
      case 0:
        newsize = size + oldsize;
        oldsize = size;
        break;
      case 1:
        newsize = size * 2;
        break;
      case 2:
        newsize = size * 3;
        break;
      case 3:
        newsize = size * 5;
        break;
      default:
        assert(0);
      }
      if (newsize < size)
        break;
      size = newsize;
      my_yield();
    }
    for (i = 0; i < num_alloc; i++) {

      ;
      if (ptrs[i][0] != i) {
        fprintf(stderr, "pid[%d]: fail: bad sentinel value\n", getpid());
        return 1;
      }
      free(ptrs[i]);
      my_yield();
    }
    my_yield();
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<allocate_free>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x32,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jge    136e <allocate_free+0x20e>
movq   $0x5,-0x20(%rbp)
movq   $0x8,-0x28(%rbp)
mov    %rsp,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    %rsp,%rax
add    $0xfffffffffffffe70,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    %rax,%rsp
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
cmpl   $0x32,-0x34(%rbp)
jge    12a5 <allocate_free+0x145>
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1080 <malloc@plt>
mov    %rax,%rdx
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
movslq -0x34(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
jne    11f4 <allocate_free+0x94>
jmp    12a5 <allocate_free+0x145>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x34(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
sub    $0x3,%rax
ja     126e <allocate_free+0x10e>
mov    -0x58(%rbp),%rax
lea    0xde1(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
mov    -0x28(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
imul   $0x3,-0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
imul   $0x5,-0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1275 <allocate_free+0x115>
xor    %edi,%edi
call   1050 <assert@plt>
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
jae    1288 <allocate_free+0x128>
jmp    12a5 <allocate_free+0x145>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1070 <my_yield@plt>
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11b6 <allocate_free+0x56>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x34(%rbp),%eax
jge    1331 <allocate_free+0x1d1>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    (%rax),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     130b <allocate_free+0x1ab>
mov    0x2d05(%rip),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0x5c(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1040 <getpid@plt>
mov    -0x5c(%rbp),%edi
mov    %eax,%edx
lea    0xd1d(%rip),%rsi
call   1060 <fprintf@plt>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x44(%rbp)
jmp    133f <allocate_free+0x1df>
mov    -0x50(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    $0x0,%al
call   1070 <my_yield@plt>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    12ac <allocate_free+0x14c>
mov    $0x0,%al
call   1070 <my_yield@plt>
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x44(%rbp),%eax
test   %eax,%eax
je     135b <allocate_free+0x1fb>
jmp    1356 <allocate_free+0x1f6>
jmp    1375 <allocate_free+0x215>
jmp    1360 <allocate_free+0x200>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    117c <allocate_free+0x1c>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<allocate_free>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %edi,-0x30(%rbp)
test   %edi,%edi
jle    12ba <allocate_free+0x15a>
mov    %esi,%r15d
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    %rsp,-0x38(%rbp)
mov    %rsp,%r12
add    $0xfffffffffffffe70,%r12
mov    %r12,%rsp
mov    $0x5,%eax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    $0x8,%ebx
xor    %r14d,%r14d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbx,%rdi
call   1080 <malloc@plt>
mov    %rax,(%r12,%r14,8)
test   %rax,%rax
je     1240 <allocate_free+0xe0>
mov    %r14,(%rax)
cmp    $0x3,%r15d
ja     11ef <allocate_free+0x8f>
mov    %r15d,%eax
lea    0xe2c(%rip),%rcx
movslq (%rcx,%rax,4),%rax
add    %rcx,%rax
jmp    *%rax
mov    -0x40(%rbp),%r13
add    %rbx,%r13
mov    %rbx,-0x40(%rbp)
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
xor    %edi,%edi
call   1050 <assert@plt>
xor    %r13d,%r13d
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
lea    (%rbx,%rbx,1),%r13
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
lea    (%rbx,%rbx,2),%r13
cmp    %rbx,%r13
jae    1220 <allocate_free+0xc0>
jmp    1240 <allocate_free+0xe0>
lea    (%rbx,%rbx,4),%r13
cmp    %rbx,%r13
jb     1240 <allocate_free+0xe0>
nop
xor    %eax,%eax
call   1070 <my_yield@plt>
add    $0x1,%r14
mov    %r13,%rbx
cmp    $0x32,%r14
jne    11b0 <allocate_free+0x50>
mov    $0x32,%r14d
jmp    1245 <allocate_free+0xe5>
test   %r14d,%r14d
je     126e <allocate_free+0x10e>
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%r12,%rbx,8),%rdi
cmp    (%rdi),%rbx
jne    128f <allocate_free+0x12f>
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
call   1070 <my_yield@plt>
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r14
jne    1250 <allocate_free+0xf0>
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1070 <my_yield@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rsp
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
cmp    -0x30(%rbp),%eax
jne    1186 <allocate_free+0x26>
jmp    12bc <allocate_free+0x15c>
mov    0x2d4a(%rip),%rax
mov    (%rax),%ebx
xor    %eax,%eax
call   1040 <getpid@plt>
lea    0xd6a(%rip),%rsi
mov    %ebx,%edi
mov    %eax,%edx
call   1060 <fprintf@plt>
mov    $0x1,%ebx
mov    -0x38(%rbp),%rsp
jmp    12bc <allocate_free+0x15c>
xor    %ebx,%ebx
mov    %ebx,%eax
lea    -0x28(%rbp),%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@stderr = global i32 0
@.str = [35 x i8] c"pid[%d]: fail: bad sentinel value\0A\00"
define i32 @allocate_free(i32 %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i64
%14 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 50, i32* %7
store i32 0, i32* %6
br label %15
15: ; preds = %108, %2
%16 = load i32, i32* %6
%17 = load i32, i32* %4
%18 = icmp slt i32 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %111
19: ; preds = %15
store i64 5, i64* %8
store i64 8, i64* %9
%20 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %20, i8** %10
%21 = alloca i64*, i64 50
store i32 0, i32* %11
br label %22
22: ; preds = %70, %19
%23 = load i32, i32* %11
%24 = icmp slt i32 %23, 50
br i1 %24, label %25, label %73
25: ; preds = %22
store i64 0, i64* %13
%26 = load i64, i64* %9
%27 = call i64* @malloc(i64 %26)
%28 = load i32, i32* %11
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %29
store i64* %27, i64** %30
%31 = load i32, i32* %11
%32 = sext i32 %31 to i64
%33 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %32
%34 = load i64*, i64** %33
%35 = icmp eq i64* %34, null
br i1 %35, label %36, label %37
36: ; preds = %25
br label %73
37: ; preds = %25
%38 = load i32, i32* %11
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = load i32, i32* %11
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %41
%43 = load i64*, i64** %42
%44 = getelementptr inbounds i64, i64* %43, i64 0
store i64 %39, i64* %44
%45 = load i32, i32* %5
switch i32 %45, label %60 [
i32 0, label %46
i32 1, label %51
i32 2, label %54
i32 3, label %57
]
46: ; preds = %37
%47 = load i64, i64* %9
%48 = load i64, i64* %8
%49 = add i64 %47, %48
store i64 %49, i64* %13
%50 = load i64, i64* %9
store i64 %50, i64* %8
br label %62
51: ; preds = %37
%52 = load i64, i64* %9
%53 = mul i64 %52, 2
store i64 %53, i64* %13
br label %62
54: ; preds = %37
%55 = load i64, i64* %9
%56 = mul i64 %55, 3
store i64 %56, i64* %13
br label %62
57: ; preds = %37
%58 = load i64, i64* %9
%59 = mul i64 %58, 5
store i64 %59, i64* %13
br label %62
60: ; preds = %37
%61 = call i32 @assert(i32 0)
br label %62
62: ; preds = %60, %57, %54, %51, %46
%63 = load i64, i64* %13
%64 = load i64, i64* %9
%65 = icmp ult i64 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %67
66: ; preds = %62
br label %73
67: ; preds = %62
%68 = load i64, i64* %13
store i64 %68, i64* %9
%69 = call i32 (...) @my_yield()
br label %70
70: ; preds = %67
%71 = load i32, i32* %11
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %11
br label %22
73: ; preds = %66, %36, %22
store i32 0, i32* %12
br label %74
74: ; preds = %99, %73
%75 = load i32, i32* %12
%76 = load i32, i32* %11
%77 = icmp slt i32 %75, %76
br i1 %77, label %78, label %102
78: ; preds = %74
%79 = load i32, i32* %12
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %80
%82 = load i64*, i64** %81
%83 = getelementptr inbounds i64, i64* %82, i64 0
%84 = load i64, i64* %83
%85 = load i32, i32* %12
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = icmp ne i64 %84, %86
br i1 %87, label %88, label %92
88: ; preds = %78
%89 = load i32, i32* @stderr
%90 = call i32 (...) @getpid()
%91 = call i32 @fprintf(i32 %89, i8* getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %90)
store i32 1, i32* %3
store i32 1, i32* %14
br label %104
92: ; preds = %78
%93 = load i32, i32* %12
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds i64*, i64** %21, i64 %94
%96 = load i64*, i64** %95
%97 = call i32 @free(i64* %96)
%98 = call i32 (...) @my_yield()
br label %99
99: ; preds = %92
%100 = load i32, i32* %12
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %12
br label %74
102: ; preds = %74
%103 = call i32 (...) @my_yield()
store i32 0, i32* %14
br label %104
104: ; preds = %102, %88
%105 = load i8*, i8** %10
%106 = load i32, i32* %14
switch i32 %106, label %114 [
i32 0, label %107
i32 1, label %112
]
107: ; preds = %104
br label %108
108: ; preds = %107
%109 = load i32, i32* %6
%110 = add nsw i32 %109, 1
store i32 %110, i32* %6
br label %15
111: ; preds = %15
store i32 0, i32* %3
br label %112
112: ; preds = %111, %104
%113 = load i32, i32* %3
ret i32 %113
114: ; preds = %104
unreachable
}

LLVM IR (-O2):
@stderr = global i32 0
@.str = [35 x i8] c"pid[%d]: fail: bad sentinel value\0A\00"
define i32 @allocate_free(i32 %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %0, 0
br i1 %3, label %4, label %59
4: ; preds = %2, %55
%5 = phi i32 [ %57, %55 ], [ 0, %2 ]
%6 = tail call i8* @llvm.stacksave()
%7 = alloca [50 x i64*]
br label %8
8: ; preds = %4, %30
%9 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %32, %30 ]
%10 = phi i64 [ 8, %4 ], [ %28, %30 ]
%11 = phi i64 [ 5, %4 ], [ %27, %30 ]
%12 = tail call i64* @malloc(i64 %10)
%13 = getelementptr inbounds [50 x i64*], [50 x i64*]* %7, i64 0, i64 %9
store i64* %12, i64** %13
%14 = icmp eq i64* %12, null
br i1 %14, label %34, label %15
15: ; preds = %8
store i64 %9, i64* %12
switch i32 %1, label %24 [
i32 0, label %16
i32 1, label %18
i32 2, label %20
i32 3, label %22
]
16: ; preds = %15
%17 = add i64 %10, %11
br label %26
18: ; preds = %15
%19 = shl i64 %10, 1
br label %26
20: ; preds = %15
%21 = mul i64 %10, 3
br label %26
22: ; preds = %15
%23 = mul i64 %10, 5
br label %26
24: ; preds = %15
%25 = tail call i32 @assert(i32 0)
br label %26
26: ; preds = %24, %22, %20, %18, %16
%27 = phi i64 [ %11, %24 ], [ %11, %22 ], [ %11, %20 ], [ %11, %18 ], [ %10, %16 ]
%28 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %23, %22 ], [ %21, %20 ], [ %19, %18 ], [ %17, %16 ]
%29 = icmp ult i64 %28, %10
br i1 %29, label %34, label %30
30: ; preds = %26
%31 = tail call i32 (...) @my_yield()
%32 = add nuw nsw i64 %9, 1
%33 = icmp eq i64 %32, 50
br i1 %33, label %37, label %8
34: ; preds = %26, %8
%35 = trunc i64 %9 to i32
%36 = icmp eq i32 %35, 0
br i1 %36, label %55, label %37
37: ; preds = %30, %34
%38 = phi i64 [ %9, %34 ], [ 50, %30 ]
%39 = and i64 %38, 4294967295
br label %40
40: ; preds = %37, %50
%41 = phi i64 [ 0, %37 ], [ %53, %50 ]
%42 = getelementptr inbounds [50 x i64*], [50 x i64*]* %7, i64 0, i64 %41
%43 = load i64*, i64** %42
%44 = load i64, i64* %43
%45 = icmp eq i64 %44, %41
br i1 %45, label %50, label %46
46: ; preds = %40
%47 = load i32, i32* @stderr
%48 = tail call i32 (...) @getpid()
%49 = tail call i32 @fprintf(i32 %47, i8* getelementptr inbounds ([35 x i8], [35 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %48)
tail call void @llvm.stackrestore(i8* %6)
br label %59
50: ; preds = %40
%51 = tail call i32 @free(i64* %43)
%52 = tail call i32 (...) @my_yield()
%53 = add nuw nsw i64 %41, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %39
br i1 %54, label %55, label %40
55: ; preds = %50, %34
%56 = tail call i32 (...) @my_yield()
tail call void @llvm.stackrestore(i8* %6)
%57 = add nuw nsw i32 %5, 1
%58 = icmp eq i32 %57, %0
br i1 %58, label %59, label %4
59: ; preds = %55, %2, %46
%60 = phi i32 [ 1, %46 ], [ 0, %2 ], [ 0, %55 ]
ret i32 %60
}