#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);
void problem1(int *a, int N) {
  int sum = 0;
  int max = 0;
  int i = 0;
  for (; i < N; i++) {
    int x = a[i];
    int oldMax = max;
    if (max < x) {
      max = x;
    }
    sum += a[i];
  }
  assert(sum <= N * max);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<problem1>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1185 <problem1+0x75>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1166 <problem1+0x56>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1134 <problem1+0x24>
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
imul   -0x14(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
setle  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<problem1>:
test   %esi,%esi
jle    1128 <problem1+0x18>
mov    %esi,%r9d
cmp    $0x8,%esi
jae    1131 <problem1+0x21>
xor    %r10d,%r10d
xor    %edx,%edx
xor    %eax,%eax
jmp    12b0 <problem1+0x1a0>
xor    %eax,%eax
xor    %edx,%edx
jmp    12c4 <problem1+0x1b4>
mov    %r9d,%r10d
and    $0xfffffff8,%r10d
lea    -0x8(%r10),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     12d4 <problem1+0x1c4>
mov    %r8,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
pxor   %xmm8,%xmm8
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
pxor   %xmm0,%xmm0
pxor   %xmm4,%xmm4
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rdi,%rdx,4),%xmm6
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm7
movdqu 0x20(%rdi,%rdx,4),%xmm5
movdqu 0x30(%rdi,%rdx,4),%xmm9
movdqa %xmm0,%xmm2
pcmpgtd %xmm6,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm0
pandn  %xmm6,%xmm2
por    %xmm0,%xmm2
movdqa %xmm4,%xmm3
pcmpgtd %xmm7,%xmm3
pand   %xmm3,%xmm4
pandn  %xmm7,%xmm3
por    %xmm4,%xmm3
paddd  %xmm6,%xmm8
paddd  %xmm7,%xmm1
movdqa %xmm2,%xmm0
pcmpgtd %xmm5,%xmm0
pand   %xmm0,%xmm2
pandn  %xmm5,%xmm0
por    %xmm2,%xmm0
movdqa %xmm3,%xmm4
pcmpgtd %xmm9,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm3
pandn  %xmm9,%xmm4
por    %xmm3,%xmm4
paddd  %xmm5,%xmm8
paddd  %xmm9,%xmm1
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    1170 <problem1+0x60>
test   $0x1,%r8b
je     123d <problem1+0x12d>
movdqu (%rdi,%rdx,4),%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,4),%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm5
pcmpgtd %xmm2,%xmm5
pand   %xmm5,%xmm0
pandn  %xmm2,%xmm5
por    %xmm5,%xmm0
movdqa %xmm4,%xmm5
pcmpgtd %xmm3,%xmm5
pand   %xmm5,%xmm4
pandn  %xmm3,%xmm5
por    %xmm5,%xmm4
paddd  %xmm2,%xmm8
paddd  %xmm3,%xmm1
paddd  %xmm1,%xmm8
movdqa %xmm0,%xmm1
pcmpgtd %xmm4,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm0
pandn  %xmm4,%xmm1
por    %xmm0,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm0,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm1
pandn  %xmm0,%xmm2
por    %xmm1,%xmm2
pshufd $0x55,%xmm2,%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm1
pcmpgtd %xmm0,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm2
pandn  %xmm0,%xmm1
por    %xmm2,%xmm1
movd   %xmm1,%eax
pshufd $0xee,%xmm8,%xmm0
paddd  %xmm8,%xmm0
pshufd $0x55,%xmm0,%xmm1
paddd  %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%edx
cmp    %r9,%r10
je     12c4 <problem1+0x1b4>
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rdi,%r10,4),%ecx
cmp    %ecx,%eax
cmovl  %ecx,%eax
add    %ecx,%edx
add    $0x1,%r10
cmp    %r10,%r9
jne    12b0 <problem1+0x1a0>
imul   %esi,%eax
xor    %edi,%edi
cmp    %eax,%edx
setle  %dil
jmp    1030 <assert@plt>
pxor   %xmm8,%xmm8
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
pxor   %xmm0,%xmm0
pxor   %xmm4,%xmm4
test   $0x1,%r8b
jne    1201 <problem1+0xf1>
jmp    123d <problem1+0x12d>

LLVM IR (-O0):
define void @problem1(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %5
store i32 0, i32* %6
store i32 0, i32* %7
br label %10
10: ; preds = %34, %2
%11 = load i32, i32* %7
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %37
14: ; preds = %10
%15 = load i32*, i32** %3
%16 = load i32, i32* %7
%17 = sext i32 %16 to i64
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
store i32 %19, i32* %8
%20 = load i32, i32* %6
store i32 %20, i32* %9
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %8
%23 = icmp slt i32 %21, %22
br i1 %23, label %24, label %26
24: ; preds = %14
%25 = load i32, i32* %8
store i32 %25, i32* %6
br label %26
26: ; preds = %24, %14
%27 = load i32*, i32** %3
%28 = load i32, i32* %7
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = load i32, i32* %5
%33 = add nsw i32 %32, %31
store i32 %33, i32* %5
br label %34
34: ; preds = %26
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %35, 1
store i32 %36, i32* %7
br label %10
37: ; preds = %10
%38 = load i32, i32* %5
%39 = load i32, i32* %4
%40 = load i32, i32* %6
%41 = mul nsw i32 %39, %40
%42 = icmp sle i32 %38, %41
%43 = zext i1 %42 to i32
%44 = call i32 @assert(i32 %43)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @problem1(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %3, label %4, label %101
4: ; preds = %2
%5 = zext i32 %1 to i64
%6 = icmp ult i32 %1, 8
br i1 %6, label %86, label %7
7: ; preds = %4
%8 = and i64 %5, 4294967288
%9 = add nsw i64 %8, -8
%10 = lshr exact i64 %9, 3
%11 = add nuw nsw i64 %10, 1
%12 = and i64 %11, 1
%13 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %13, label %51, label %14
14: ; preds = %7
%15 = and i64 %11, 4611686018427387902
br label %16
16: ; preds = %16, %14
%17 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %48, %16 ]
%18 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %46, %16 ]
%19 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %47, %16 ]
%20 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %44, %16 ]
%21 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %14 ], [ %45, %16 ]
%22 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %49, %16 ]
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%24 = bitcast i32* %23 to <4 x i32>*
%25 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %24
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 4
%27 = bitcast i32* %26 to <4 x i32>*
%28 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %27
%29 = icmp slt <4 x i32> %20, %25
%30 = icmp slt <4 x i32> %21, %28
%31 = select <4 x i1> %29, <4 x i32> %25, <4 x i32> %20
%32 = select <4 x i1> %30, <4 x i32> %28, <4 x i32> %21
%33 = add <4 x i32> %25, %18
%34 = add <4 x i32> %28, %19
%35 = or i64 %17, 8
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %35
%37 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
%38 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %37
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%40 = bitcast i32* %39 to <4 x i32>*
%41 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %40
%42 = icmp slt <4 x i32> %31, %38
%43 = icmp slt <4 x i32> %32, %41
%44 = select <4 x i1> %42, <4 x i32> %38, <4 x i32> %31
%45 = select <4 x i1> %43, <4 x i32> %41, <4 x i32> %32
%46 = add <4 x i32> %38, %33
%47 = add <4 x i32> %41, %34
%48 = add nuw i64 %17, 16
%49 = add i64 %22, 2
%50 = icmp eq i64 %49, %15
br i1 %50, label %51, label %16
51: ; preds = %16, %7
%52 = phi <4 x i32> [ undef, %7 ], [ %44, %16 ]
%53 = phi <4 x i32> [ undef, %7 ], [ %45, %16 ]
%54 = phi <4 x i32> [ undef, %7 ], [ %46, %16 ]
%55 = phi <4 x i32> [ undef, %7 ], [ %47, %16 ]
%56 = phi i64 [ 0, %7 ], [ %48, %16 ]
%57 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %46, %16 ]
%58 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %47, %16 ]
%59 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %44, %16 ]
%60 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %7 ], [ %45, %16 ]
%61 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %61, label %75, label %62
62: ; preds = %51
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %56
%64 = bitcast i32* %63 to <4 x i32>*
%65 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %63, i64 4
%67 = bitcast i32* %66 to <4 x i32>*
%68 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %67
%69 = icmp slt <4 x i32> %59, %65
%70 = icmp slt <4 x i32> %60, %68
%71 = select <4 x i1> %69, <4 x i32> %65, <4 x i32> %59
%72 = select <4 x i1> %70, <4 x i32> %68, <4 x i32> %60
%73 = add <4 x i32> %65, %57
%74 = add <4 x i32> %68, %58
br label %75
75: ; preds = %51, %62
%76 = phi <4 x i32> [ %52, %51 ], [ %71, %62 ]
%77 = phi <4 x i32> [ %53, %51 ], [ %72, %62 ]
%78 = phi <4 x i32> [ %54, %51 ], [ %73, %62 ]
%79 = phi <4 x i32> [ %55, %51 ], [ %74, %62 ]
%80 = icmp sgt <4 x i32> %76, %77
%81 = select <4 x i1> %80, <4 x i32> %76, <4 x i32> %77
%82 = call i32 @llvm.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %81)
%83 = add <4 x i32> %79, %78
%84 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %83)
%85 = icmp eq i64 %8, %5
br i1 %85, label %101, label %86
86: ; preds = %4, %75
%87 = phi i64 [ 0, %4 ], [ %8, %75 ]
%88 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %84, %75 ]
%89 = phi i32 [ 0, %4 ], [ %82, %75 ]
br label %90
90: ; preds = %86, %90
%91 = phi i64 [ %99, %90 ], [ %87, %86 ]
%92 = phi i32 [ %98, %90 ], [ %88, %86 ]
%93 = phi i32 [ %97, %90 ], [ %89, %86 ]
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %91
%95 = load i32, i32* %94
%96 = icmp slt i32 %93, %95
%97 = select i1 %96, i32 %95, i32 %93
%98 = add nsw i32 %95, %92
%99 = add nuw nsw i64 %91, 1
%100 = icmp eq i64 %99, %5
br i1 %100, label %101, label %90
101: ; preds = %90, %75, %2
%102 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %82, %75 ], [ %97, %90 ]
%103 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %84, %75 ], [ %98, %90 ]
%104 = mul nsw i32 %102, %1
%105 = icmp sle i32 %103, %104
%106 = zext i1 %105 to i32
%107 = tail call i32 @assert(i32 %106)
ret void
}