#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*/ diff(int, int *);
int /*<<< orphan*/ free(int *);
scalar_t__ malloc(int);
int /*<<< orphan*/ reverse_diff(int, int, int *);
int estimate_next(int *a, int length) {
  int i, x, total, expanded_total;
  int *dynamic;
  total = ((length * (length + 1)) / 2);
  dynamic = (int *)malloc(total * sizeof(int));
  for (i = 0; i < length - 1; i++) {
    *(dynamic + i) = *(a + i + 1) - *(a + i);
  }
  diff(length - 1, dynamic);
  *(dynamic + total - 1) = 0;
  reverse_diff(length, 1, dynamic);
  x = *(dynamic + length - 1);
  free(dynamic);
  return x + *(a + length - 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<estimate_next>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
imul   %ecx,%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movslq -0x18(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11c1 <estimate_next+0x81>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    0x4(%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
sub    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1180 <estimate_next+0x40>
mov    -0xc(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
call   1060 <diff@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movl   $0x0,-0x4(%rax,%rcx,4)
mov    -0xc(%rbp),%edi
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    $0x1,%esi
call   1040 <reverse_diff@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
movslq -0xc(%rbp),%rdx
add    -0x4(%rcx,%rdx,4),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<estimate_next>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
lea    0x1(%r14),%eax
imul   %esi,%eax
mov    %eax,%r12d
shr    $0x1f,%r12d
add    %eax,%r12d
sar    %r12d
lea    0x0(,%r12,4),%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,%r15
lea    -0x1(%r14),%edi
cmp    $0x2,%r14d
jl     12ef <estimate_next+0x1af>
mov    %edi,%eax
cmp    $0x8,%edi
jb     11a5 <estimate_next+0x65>
lea    (%rbx,%rax,4),%rcx
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%r15
jae    1220 <estimate_next+0xe0>
lea    (%r15,%rax,4),%rcx
cmp    %rbx,%rcx
jbe    1220 <estimate_next+0xe0>
xor    %ecx,%ecx
mov    %rcx,%rdx
not    %rdx
add    %rax,%rdx
mov    %rax,%rsi
and    $0x3,%rsi
je     11d5 <estimate_next+0x95>
nopl   0x0(%rax)
mov    0x4(%rbx,%rcx,4),%ebp
sub    (%rbx,%rcx,4),%ebp
mov    %ebp,(%r15,%rcx,4)
add    $0x1,%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
jne    11c0 <estimate_next+0x80>
cmp    $0x3,%rdx
jb     12ef <estimate_next+0x1af>
nop
mov    0x4(%rbx,%rcx,4),%edx
sub    (%rbx,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%r15,%rcx,4)
mov    0x8(%rbx,%rcx,4),%edx
sub    0x4(%rbx,%rcx,4),%edx
mov    %edx,0x4(%r15,%rcx,4)
mov    0xc(%rbx,%rcx,4),%edx
sub    0x8(%rbx,%rcx,4),%edx
mov    %edx,0x8(%r15,%rcx,4)
mov    0x10(%rbx,%rcx,4),%edx
sub    0xc(%rbx,%rcx,4),%edx
mov    %edx,0xc(%r15,%rcx,4)
add    $0x4,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jne    11e0 <estimate_next+0xa0>
jmp    12ef <estimate_next+0x1af>
mov    %eax,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rdx
mov    %rdx,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rdx,%rdx
je     1333 <estimate_next+0x1f3>
mov    %r8,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movdqu (%rbx,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x4(%rbx,%rdx,4),%xmm1
psubd  %xmm0,%xmm1
movdqu 0x10(%rbx,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x14(%rbx,%rdx,4),%xmm2
psubd  %xmm0,%xmm2
movdqu %xmm1,(%r15,%rdx,4)
movdqu %xmm2,0x10(%r15,%rdx,4)
movdqu 0x20(%rbx,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x24(%rbx,%rdx,4),%xmm1
psubd  %xmm0,%xmm1
movdqu 0x30(%rbx,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x34(%rbx,%rdx,4),%xmm2
psubd  %xmm0,%xmm2
movdqu %xmm1,0x20(%r15,%rdx,4)
movdqu %xmm2,0x30(%r15,%rdx,4)
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    1250 <estimate_next+0x110>
test   $0x1,%r8b
je     12e6 <estimate_next+0x1a6>
movdqu (%rbx,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x4(%rbx,%rdx,4),%xmm1
psubd  %xmm0,%xmm1
movdqu 0x10(%rbx,%rdx,4),%xmm0
movdqu 0x14(%rbx,%rdx,4),%xmm2
psubd  %xmm0,%xmm2
movdqu %xmm1,(%r15,%rdx,4)
movdqu %xmm2,0x10(%r15,%rdx,4)
cmp    %rax,%rcx
jne    11a7 <estimate_next+0x67>
movslq %r12d,%rbp
mov    %r15,%rsi
call   1060 <diff@plt>
movl   $0x0,-0x4(%r15,%rbp,4)
mov    %r14d,%edi
mov    $0x1,%esi
mov    %r15,%rdx
call   1040 <reverse_diff@plt>
movslq %r14d,%r14
mov    -0x4(%r15,%r14,4),%ebp
mov    %r15,%rdi
call   1030 <free@plt>
add    -0x4(%rbx,%r14,4),%ebp
mov    %ebp,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
xor    %edx,%edx
test   $0x1,%r8b
jne    12ba <estimate_next+0x17a>
jmp    12e6 <estimate_next+0x1a6>

LLVM IR (-O0):
define i32 @estimate_next(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
%10 = load i32, i32* %4
%11 = load i32, i32* %4
%12 = add nsw i32 %11, 1
%13 = mul nsw i32 %10, %12
%14 = sdiv i32 %13, 2
store i32 %14, i32* %7
%15 = load i32, i32* %7
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = mul i64 %16, 4
%18 = trunc i64 %17 to i32
%19 = call i64 @malloc(i32 %18)
%20 = inttoptr i64 %19 to i32*
store i32* %20, i32** %9
store i32 0, i32* %5
br label %21
21: ; preds = %43, %2
%22 = load i32, i32* %5
%23 = load i32, i32* %4
%24 = sub nsw i32 %23, 1
%25 = icmp slt i32 %22, %24
br i1 %25, label %26, label %46
26: ; preds = %21
%27 = load i32*, i32** %3
%28 = load i32, i32* %5
%29 = sext i32 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %29
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 1
%32 = load i32, i32* %31
%33 = load i32*, i32** %3
%34 = load i32, i32* %5
%35 = sext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %33, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = sub nsw i32 %32, %37
%39 = load i32*, i32** %9
%40 = load i32, i32* %5
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
store i32 %38, i32* %42
br label %43
43: ; preds = %26
%44 = load i32, i32* %5
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %5
br label %21
46: ; preds = %21
%47 = load i32, i32* %4
%48 = sub nsw i32 %47, 1
%49 = load i32*, i32** %9
%50 = call i32 @diff(i32 %48, i32* %49)
%51 = load i32*, i32** %9
%52 = load i32, i32* %7
%53 = sext i32 %52 to i64
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %51, i64 %53
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 -1
store i32 0, i32* %55
%56 = load i32, i32* %4
%57 = load i32*, i32** %9
%58 = call i32 @reverse_diff(i32 %56, i32 1, i32* %57)
%59 = load i32*, i32** %9
%60 = load i32, i32* %4
%61 = sext i32 %60 to i64
%62 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %61
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 -1
%64 = load i32, i32* %63
store i32 %64, i32* %6
%65 = load i32*, i32** %9
%66 = call i32 @free(i32* %65)
%67 = load i32, i32* %6
%68 = load i32*, i32** %3
%69 = load i32, i32* %4
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 -1
%73 = load i32, i32* %72
%74 = add nsw i32 %67, %73
ret i32 %74
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @estimate_next(i32* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = add nsw i32 %1, 1
%4 = mul nsw i32 %3, %1
%5 = sdiv i32 %4, 2
%6 = shl i32 %5, 2
%7 = tail call i64 @malloc(i32 %6)
%8 = inttoptr i64 %7 to i32*
%9 = inttoptr i64 %7 to i8*
%10 = add i32 %1, -1
%11 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %11, label %12, label %151
12: ; preds = %2
%13 = zext i32 %10 to i64
%14 = icmp ult i32 %10, 8
br i1 %14, label %99, label %15
15: ; preds = %12
%16 = getelementptr i32, i32* %8, i64 %13
%17 = add nuw nsw i64 %13, 1
%18 = getelementptr i32, i32* %0, i64 %17
%19 = bitcast i32* %18 to i8*
%20 = icmp ult i8* %9, %19
%21 = icmp ugt i32* %16, %0
%22 = and i1 %20, %21
br i1 %22, label %99, label %23
23: ; preds = %15
%24 = and i64 %13, 4294967288
%25 = add nsw i64 %24, -8
%26 = lshr exact i64 %25, 3
%27 = add nuw nsw i64 %26, 1
%28 = and i64 %27, 1
%29 = icmp eq i64 %25, 0
br i1 %29, label %75, label %30
30: ; preds = %23
%31 = and i64 %27, 4611686018427387902
br label %32
32: ; preds = %32, %30
%33 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %72, %32 ]
%34 = phi i64 [ 0, %30 ], [ %73, %32 ]
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %33
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 1
%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 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
%43 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %42
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 4
%45 = bitcast i32* %44 to <4 x i32>*
%46 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %45
%47 = sub nsw <4 x i32> %38, %43
%48 = sub nsw <4 x i32> %41, %46
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %33
%50 = bitcast i32* %49 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %47, <4 x i32>* %50
%51 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 4
%52 = bitcast i32* %51 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %48, <4 x i32>* %52
%53 = or i64 %33, 8
%54 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %53
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 1
%56 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
%57 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %56
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 4
%59 = bitcast i32* %58 to <4 x i32>*
%60 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %59
%61 = bitcast i32* %54 to <4 x i32>*
%62 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %61
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 4
%64 = bitcast i32* %63 to <4 x i32>*
%65 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %64
%66 = sub nsw <4 x i32> %57, %62
%67 = sub nsw <4 x i32> %60, %65
%68 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %53
%69 = bitcast i32* %68 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %66, <4 x i32>* %69
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 4
%71 = bitcast i32* %70 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %67, <4 x i32>* %71
%72 = add nuw i64 %33, 16
%73 = add i64 %34, 2
%74 = icmp eq i64 %73, %31
br i1 %74, label %75, label %32
75: ; preds = %32, %23
%76 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %72, %32 ]
%77 = icmp eq i64 %28, 0
br i1 %77, label %97, label %78
78: ; preds = %75
%79 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %76
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 1
%81 = bitcast i32* %80 to <4 x i32>*
%82 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %81
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %80, i64 4
%84 = bitcast i32* %83 to <4 x i32>*
%85 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %84
%86 = bitcast i32* %79 to <4 x i32>*
%87 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %86
%88 = getelementptr inbounds i32, i32* %79, i64 4
%89 = bitcast i32* %88 to <4 x i32>*
%90 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %89
%91 = sub nsw <4 x i32> %82, %87
%92 = sub nsw <4 x i32> %85, %90
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %76
%94 = bitcast i32* %93 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %91, <4 x i32>* %94
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 4
%96 = bitcast i32* %95 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %92, <4 x i32>* %96
br label %97
97: ; preds = %75, %78
%98 = icmp eq i64 %24, %13
br i1 %98, label %151, label %99
99: ; preds = %15, %12, %97
%100 = phi i64 [ 0, %15 ], [ 0, %12 ], [ %24, %97 ]
%101 = xor i64 %100, -1
%102 = add nsw i64 %101, %13
%103 = and i64 %13, 3
%104 = icmp eq i64 %103, 0
br i1 %104, label %117, label %105
105: ; preds = %99, %105
%106 = phi i64 [ %114, %105 ], [ %100, %99 ]
%107 = phi i64 [ %115, %105 ], [ 0, %99 ]
%108 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %106
%109 = getelementptr inbounds i32, i32* %108, i64 1
%110 = load i32, i32* %109
%111 = load i32, i32* %108
%112 = sub nsw i32 %110, %111
%113 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %106
store i32 %112, i32* %113
%114 = add nuw nsw i64 %106, 1
%115 = add i64 %107, 1
%116 = icmp eq i64 %115, %103
br i1 %116, label %117, label %105
117: ; preds = %105, %99
%118 = phi i64 [ %100, %99 ], [ %114, %105 ]
%119 = icmp ult i64 %102, 3
br i1 %119, label %151, label %120
120: ; preds = %117, %120
%121 = phi i64 [ %149, %120 ], [ %118, %117 ]
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %121
%123 = getelementptr inbounds i32, i32* %122, i64 1
%124 = load i32, i32* %123
%125 = load i32, i32* %122
%126 = sub nsw i32 %124, %125
%127 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %121
store i32 %126, i32* %127
%128 = add nuw nsw i64 %121, 1
%129 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %128
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %129, i64 1
%131 = load i32, i32* %130
%132 = load i32, i32* %129
%133 = sub nsw i32 %131, %132
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %128
store i32 %133, i32* %134
%135 = add nuw nsw i64 %121, 2
%136 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %135
%137 = getelementptr inbounds i32, i32* %136, i64 1
%138 = load i32, i32* %137
%139 = load i32, i32* %136
%140 = sub nsw i32 %138, %139
%141 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %135
store i32 %140, i32* %141
%142 = add nuw nsw i64 %121, 3
%143 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %142
%144 = getelementptr inbounds i32, i32* %143, i64 1
%145 = load i32, i32* %144
%146 = load i32, i32* %143
%147 = sub nsw i32 %145, %146
%148 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %142
store i32 %147, i32* %148
%149 = add nuw nsw i64 %121, 4
%150 = icmp eq i64 %149, %13
br i1 %150, label %151, label %120
151: ; preds = %117, %120, %97, %2
%152 = sext i32 %5 to i64
%153 = tail call i32 @diff(i32 %10, i32* %8)
%154 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %152
%155 = getelementptr inbounds i32, i32* %154, i64 -1
store i32 0, i32* %155
%156 = tail call i32 @reverse_diff(i32 %1, i32 1, i32* %8)
%157 = sext i32 %1 to i64
%158 = getelementptr inbounds i32, i32* %8, i64 %157
%159 = getelementptr inbounds i32, i32* %158, i64 -1
%160 = load i32, i32* %159
%161 = tail call i32 @free(i32* %8)
%162 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %157
%163 = getelementptr inbounds i32, i32* %162, i64 -1
%164 = load i32, i32* %163
%165 = add nsw i32 %164, %160
ret i32 %165
}