#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*/ free(int *);
int /*<<< orphan*/ memmove(int *, int *, int);
int rand();
scalar_t__ realloc(int *, int);
int main(int argc, char **argv) {
  struct {
    size_t n, m;
    int *a;
  } x;
  ((x).n = (x).m = 0, (x).a = 0);
  int n = 10000;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    do {
      if ((x).n == (x).m) {
        (x).m = (x).m ? (x).m << 1 : 2;
        (x).a = (int *)realloc((x).a, sizeof(int) * (x).m);
      }
      (x).a[(x).n++] = (rand());
    } while (0);
  }
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    do {
      if ((x).n == (x).m) {
        (x).m = (x).m ? (x).m << 1 : 2;
        (x).a = (int *)realloc((x).a, sizeof(int) * (x).m);
      }
      (x).a[(x).n++] = (0);
    } while (0);
    int index = rand() % n;
    memmove(&x.a[index + 1], &x.a[index + 0],
            sizeof(int) * ((x.n - 1) - index));
    x.a[index] = rand();
  }
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int index = rand() % n;
    memmove(&x.a[index + 0], &x.a[index + 1],
            sizeof(int) * ((x.n - 1) - index));
    ((x).a[--(x).n]);
  }
  free((x).a);
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
movq   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x2710,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    1216 <main+0xd6>
jmp    118d <main+0x4d>
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jne    11e4 <main+0xa4>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     11b7 <main+0x77>
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
jmp    11c5 <main+0x85>
mov    $0x2,%eax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
jmp    11c5 <main+0x85>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%esi
call   1040 <realloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1060 <rand@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,-0x28(%rbp)
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    1208 <main+0xc8>
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
jmp    117c <main+0x3c>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    130f <main+0x1cf>
jmp    122e <main+0xee>
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jne    1285 <main+0x145>
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     1258 <main+0x118>
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    1266 <main+0x126>
mov    $0x2,%eax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    1266 <main+0x126>
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%esi
call   1040 <realloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %rcx,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    $0x0,%al
call   1060 <rand@plt>
cltd
idivl  -0x2c(%rbp)
mov    %edx,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x0,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1050 <memmove@plt>
mov    $0x0,%al
call   1060 <rand@plt>
mov    %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    121d <main+0xdd>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jge    138a <main+0x24a>
mov    $0x0,%al
call   1060 <rand@plt>
cltd
idivl  -0x2c(%rbp)
mov    %edx,-0x40(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x0,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x28(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
movslq -0x40(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edx
call   1050 <memmove@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1316 <main+0x1d6>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    $0x2,%r12d
xor    %r15d,%r15d
xor    %r14d,%r14d
xor    %ebp,%ebp
jmp    1178 <main+0x38>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %eax,%eax
call   1060 <rand@plt>
mov    %eax,(%r15,%rbp,4)
add    $0x1,%rbp
cmp    $0x2710,%rbp
je     119f <main+0x5f>
cmp    %r14,%rbp
jne    1160 <main+0x20>
lea    (%r14,%r14,1),%rbx
test   %r14,%r14
cmove  %r12,%rbx
lea    0x0(,%rbx,4),%esi
mov    %r15,%rdi
call   1040 <realloc@plt>
mov    %rax,%r15
mov    %rbx,%r14
jmp    1160 <main+0x20>
mov    $0x2710,%ebx
mov    $0x9c40,%r13d
mov    $0x2,%r12d
jmp    1229 <main+0xe9>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movl   $0x0,(%r15,%rbx,4)
add    $0x1,%rbx
xor    %eax,%eax
call   1060 <rand@plt>
cltq
imul   $0x68db8bad,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x2c,%rcx
add    %edx,%ecx
imul   $0x2710,%ecx,%ecx
sub    %ecx,%eax
movslq %eax,%rbp
lea    (%r15,%rbp,4),%rdi
add    $0x4,%rdi
lea    (%r15,%rbp,4),%rsi
lea    0x0(,%rbp,4),%eax
mov    %r13d,%edx
sub    %eax,%edx
call   1050 <memmove@plt>
xor    %eax,%eax
call   1060 <rand@plt>
mov    %eax,(%r15,%rbp,4)
add    $0x4,%r13d
cmp    $0x4e20,%rbx
je     1253 <main+0x113>
cmp    %r14,%rbx
jne    11c0 <main+0x80>
lea    (%r14,%r14,1),%rbp
test   %r14,%r14
cmove  %r12,%rbp
lea    0x0(,%rbp,4),%esi
mov    %r15,%rdi
call   1040 <realloc@plt>
mov    %rax,%r15
mov    %rbp,%r14
jmp    11c0 <main+0x80>
mov    $0x1387c,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %eax,%eax
call   1060 <rand@plt>
cltq
imul   $0x68db8bad,%rax,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
sar    $0x2c,%rcx
add    %edx,%ecx
imul   $0x2710,%ecx,%ecx
sub    %ecx,%eax
cltq
lea    (%r15,%rax,4),%rdi
lea    (%r15,%rax,4),%rsi
add    $0x4,%rsi
shl    $0x2,%eax
mov    %ebx,%edx
sub    %eax,%edx
call   1050 <memmove@plt>
add    $0xfffffffc,%ebx
cmp    $0x9c3c,%ebx
jne    1260 <main+0x120>
mov    %r15,%rdi
call   1030 <free@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
%struct.anon = type { i64, i64, i32* }
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca %struct.anon
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
%13 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
store i64 0, i64* %13
%14 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
store i64 0, i64* %14
%15 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
store i32* null, i32** %15
store i32 10000, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %16
16: ; preds = %57, %2
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %7
%19 = icmp slt i32 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %60
20: ; preds = %16
br label %21
21: ; preds = %20
%22 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
%23 = load i64, i64* %22
%24 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%25 = load i64, i64* %24
%26 = icmp eq i64 %23, %25
br i1 %26, label %27, label %48
27: ; preds = %21
%28 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%29 = load i64, i64* %28
%30 = icmp ne i64 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %27
%32 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%33 = load i64, i64* %32
%34 = shl i64 %33, 1
br label %36
35: ; preds = %27
br label %36
36: ; preds = %35, %31
%37 = phi i64 [ %34, %31 ], [ 2, %35 ]
%38 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
store i64 %37, i64* %38
%39 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%40 = load i32*, i32** %39
%41 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%42 = load i64, i64* %41
%43 = mul i64 4, %42
%44 = trunc i64 %43 to i32
%45 = call i64 @realloc(i32* %40, i32 %44)
%46 = inttoptr i64 %45 to i32*
%47 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
store i32* %46, i32** %47
br label %48
48: ; preds = %36, %21
%49 = call i32 (...) @rand()
%50 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%51 = load i32*, i32** %50
%52 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
%53 = load i64, i64* %52
%54 = add i64 %53, 1
store i64 %54, i64* %52
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
store i32 %49, i32* %55
br label %56
56: ; preds = %48
br label %57
57: ; preds = %56
%58 = load i32, i32* %8
%59 = add nsw i32 %58, 1
store i32 %59, i32* %8
br label %16
60: ; preds = %16
store i32 0, i32* %9
br label %61
61: ; preds = %131, %60
%62 = load i32, i32* %9
%63 = load i32, i32* %7
%64 = icmp slt i32 %62, %63
br i1 %64, label %65, label %134
65: ; preds = %61
br label %66
66: ; preds = %65
%67 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
%68 = load i64, i64* %67
%69 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%70 = load i64, i64* %69
%71 = icmp eq i64 %68, %70
br i1 %71, label %72, label %93
72: ; preds = %66
%73 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%74 = load i64, i64* %73
%75 = icmp ne i64 %74, 0
br i1 %75, label %76, label %80
76: ; preds = %72
%77 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%78 = load i64, i64* %77
%79 = shl i64 %78, 1
br label %81
80: ; preds = %72
br label %81
81: ; preds = %80, %76
%82 = phi i64 [ %79, %76 ], [ 2, %80 ]
%83 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
store i64 %82, i64* %83
%84 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%85 = load i32*, i32** %84
%86 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 1
%87 = load i64, i64* %86
%88 = mul i64 4, %87
%89 = trunc i64 %88 to i32
%90 = call i64 @realloc(i32* %85, i32 %89)
%91 = inttoptr i64 %90 to i32*
%92 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
store i32* %91, i32** %92
br label %93
93: ; preds = %81, %66
%94 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%95 = load i32*, i32** %94
%96 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
%97 = load i64, i64* %96
%98 = add i64 %97, 1
store i64 %98, i64* %96
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %97
store i32 0, i32* %99
br label %100
100: ; preds = %93
%101 = call i32 (...) @rand()
%102 = load i32, i32* %7
%103 = srem i32 %101, %102
store i32 %103, i32* %10
%104 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%105 = load i32*, i32** %104
%106 = load i32, i32* %10
%107 = add nsw i32 %106, 1
%108 = sext i32 %107 to i64
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %105, i64 %108
%110 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%111 = load i32*, i32** %110
%112 = load i32, i32* %10
%113 = add nsw i32 %112, 0
%114 = sext i32 %113 to i64
%115 = getelementptr inbounds i32, i32* %111, i64 %114
%116 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
%117 = load i64, i64* %116
%118 = sub i64 %117, 1
%119 = load i32, i32* %10
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = sub i64 %118, %120
%122 = mul i64 4, %121
%123 = trunc i64 %122 to i32
%124 = call i32 @memmove(i32* %109, i32* %115, i32 %123)
%125 = call i32 (...) @rand()
%126 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%127 = load i32*, i32** %126
%128 = load i32, i32* %10
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %127, i64 %129
store i32 %125, i32* %130
br label %131
131: ; preds = %100
%132 = load i32, i32* %9
%133 = add nsw i32 %132, 1
store i32 %133, i32* %9
br label %61
134: ; preds = %61
store i32 0, i32* %11
br label %135
135: ; preds = %171, %134
%136 = load i32, i32* %11
%137 = load i32, i32* %7
%138 = icmp slt i32 %136, %137
br i1 %138, label %139, label %174
139: ; preds = %135
%140 = call i32 (...) @rand()
%141 = load i32, i32* %7
%142 = srem i32 %140, %141
store i32 %142, i32* %12
%143 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%144 = load i32*, i32** %143
%145 = load i32, i32* %12
%146 = add nsw i32 %145, 0
%147 = sext i32 %146 to i64
%148 = getelementptr inbounds i32, i32* %144, i64 %147
%149 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%150 = load i32*, i32** %149
%151 = load i32, i32* %12
%152 = add nsw i32 %151, 1
%153 = sext i32 %152 to i64
%154 = getelementptr inbounds i32, i32* %150, i64 %153
%155 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
%156 = load i64, i64* %155
%157 = sub i64 %156, 1
%158 = load i32, i32* %12
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = sub i64 %157, %159
%161 = mul i64 4, %160
%162 = trunc i64 %161 to i32
%163 = call i32 @memmove(i32* %148, i32* %154, i32 %162)
%164 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%165 = load i32*, i32** %164
%166 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 0
%167 = load i64, i64* %166
%168 = add i64 %167, -1
store i64 %168, i64* %166
%169 = getelementptr inbounds i32, i32* %165, i64 %168
%170 = load i32, i32* %169
br label %171
171: ; preds = %139
%172 = load i32, i32* %11
%173 = add nsw i32 %172, 1
store i32 %173, i32* %11
br label %135
174: ; preds = %135
%175 = getelementptr inbounds %struct.anon, %struct.anon* %6, i32 0, i32 2
%176 = load i32*, i32** %175
%177 = call i32 @free(i32* %176)
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture readnone %1) {
br label %3
3: ; preds = %2, %16
%4 = phi i32* [ null, %2 ], [ %18, %16 ]
%5 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %17, %16 ]
%6 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %20, %16 ]
%7 = icmp eq i64 %6, %5
br i1 %7, label %8, label %16
8: ; preds = %3
%9 = icmp eq i64 %5, 0
%10 = shl i64 %5, 1
%11 = select i1 %9, i64 2, i64 %10
%12 = trunc i64 %11 to i32
%13 = shl i32 %12, 2
%14 = tail call i64 @realloc(i32* %4, i32 %13)
%15 = inttoptr i64 %14 to i32*
br label %16
16: ; preds = %8, %3
%17 = phi i64 [ %11, %8 ], [ %5, %3 ]
%18 = phi i32* [ %15, %8 ], [ %4, %3 ]
%19 = tail call i32 (...) @rand()
%20 = add nuw nsw i64 %6, 1
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %6
store i32 %19, i32* %21
%22 = icmp eq i64 %20, 10000
br i1 %22, label %23, label %3
23: ; preds = %16, %36
%24 = phi i32* [ %38, %36 ], [ %18, %16 ]
%25 = phi i64 [ %37, %36 ], [ %17, %16 ]
%26 = phi i64 [ %39, %36 ], [ 10000, %16 ]
%27 = icmp eq i64 %26, %25
br i1 %27, label %28, label %36
28: ; preds = %23
%29 = icmp eq i64 %25, 0
%30 = shl i64 %25, 1
%31 = select i1 %29, i64 2, i64 %30
%32 = trunc i64 %31 to i32
%33 = shl i32 %32, 2
%34 = tail call i64 @realloc(i32* %24, i32 %33)
%35 = inttoptr i64 %34 to i32*
br label %36
36: ; preds = %28, %23
%37 = phi i64 [ %31, %28 ], [ %25, %23 ]
%38 = phi i32* [ %35, %28 ], [ %24, %23 ]
%39 = add nuw nsw i64 %26, 1
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %26
store i32 0, i32* %40
%41 = tail call i32 (...) @rand()
%42 = srem i32 %41, 10000
%43 = add nsw i32 %42, 1
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %44
%46 = sext i32 %42 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %46
%48 = trunc i64 %26 to i32
%49 = sub i32 %48, %42
%50 = shl i32 %49, 2
%51 = tail call i32 @memmove(i32* %45, i32* %47, i32 %50)
%52 = tail call i32 (...) @rand()
store i32 %52, i32* %47
%53 = icmp eq i64 %39, 20000
br i1 %53, label %56, label %23
54: ; preds = %56
%55 = tail call i32 @free(i32* %38)
ret i32 0
56: ; preds = %36, %56
%57 = phi i32 [ %72, %56 ], [ 0, %36 ]
%58 = phi i64 [ %71, %56 ], [ 20000, %36 ]
%59 = tail call i32 (...) @rand()
%60 = srem i32 %59, 10000
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %61
%63 = add nsw i32 %60, 1
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %64
%66 = xor i64 %61, -1
%67 = add i64 %58, %66
%68 = trunc i64 %67 to i32
%69 = shl i32 %68, 2
%70 = tail call i32 @memmove(i32* %62, i32* %65, i32 %69)
%71 = add nsw i64 %58, -1
%72 = add nuw nsw i32 %57, 1
%73 = icmp eq i32 %72, 10000
br i1 %73, label %54, label %56
}