#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 */
scalar_t__ malloc(int);
int *countBits(int num, int *returnSize) {
  int *ret, i;
  ret = (int *)malloc((num + 1) * sizeof(int));
  ret[0] = 0;
  for (i = 1; i <= num; ++i)
    ret[i] = ret[i >> 1] + i % 2;
  *returnSize = num + 1;
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<countBits>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1030 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jg     1191 <countBits+0x81>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sar    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
mov    -0x20(%rbp),%edx
add    %eax,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1147 <countBits+0x37>
mov    -0x4(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<countBits>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %rsi,%r14
mov    %edi,%ebx
lea    0x1(%rbx),%r15d
lea    0x4(,%rbx,4),%edi
call   1030 <malloc@plt>
movl   $0x0,(%rax)
test   %ebx,%ebx
jle    11af <countBits+0x9f>
mov    %r15d,%edx
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
mov    $0x1,%ecx
cmp    $0x2,%r15d
je     119a <countBits+0x8a>
mov    %rdx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
mov    $0xffffffffffffffff,%rcx
mov    $0x1,%ebp
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    -0x1(%rbp),%ebx
and    $0x7fffffff,%ebx
mov    (%rax,%rbx,4),%ebx
add    $0x1,%ebx
mov    %ebx,-0x4(%rax,%rbp,8)
mov    %ebp,%edi
and    $0x7fffffff,%edi
mov    (%rax,%rdi,4),%edi
mov    %edi,(%rax,%rbp,8)
add    $0x1,%rbp
lea    (%rsi,%rcx,1),%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rcx
cmp    $0xffffffffffffffff,%rdi
jne    1160 <countBits+0x50>
neg    %rcx
test   $0x1,%dl
je     11af <countBits+0x9f>
mov    %ecx,%edx
and    $0xfffffffe,%edx
mov    %ecx,%esi
and    $0x1,%esi
add    (%rax,%rdx,2),%esi
mov    %esi,(%rax,%rcx,4)
mov    %r15d,(%r14)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32* @countBits(i32 %0, i32* nocapture writeonly %1) {
%3 = add i32 %0, 1
%4 = shl i32 %3, 2
%5 = tail call i64 @malloc(i32 %4)
%6 = inttoptr i64 %5 to i32*
store i32 0, i32* %6
%7 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %7, label %45, label %8
8: ; preds = %2
%9 = zext i32 %3 to i64
%10 = add nsw i64 %9, -1
%11 = and i64 %10, 1
%12 = icmp eq i32 %3, 2
br i1 %12, label %33, label %13
13: ; preds = %8
%14 = and i64 %10, -2
br label %15
15: ; preds = %15, %13
%16 = phi i64 [ 1, %13 ], [ %30, %15 ]
%17 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %31, %15 ]
%18 = lshr i64 %16, 1
%19 = and i64 %18, 2147483647
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = add nsw i32 %21, 1
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %16
store i32 %22, i32* %23
%24 = add nuw nsw i64 %16, 1
%25 = lshr i64 %24, 1
%26 = and i64 %25, 2147483647
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %26
%28 = load i32, i32* %27
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %24
store i32 %28, i32* %29
%30 = add nuw nsw i64 %16, 2
%31 = add i64 %17, 2
%32 = icmp eq i64 %31, %14
br i1 %32, label %33, label %15
33: ; preds = %15, %8
%34 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %30, %15 ]
%35 = icmp eq i64 %11, 0
br i1 %35, label %45, label %36
36: ; preds = %33
%37 = trunc i64 %34 to i32
%38 = lshr i64 %34, 1
%39 = and i64 %38, 2147483647
%40 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %39
%41 = load i32, i32* %40
%42 = and i32 %37, 1
%43 = add nsw i32 %41, %42
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 %34
store i32 %43, i32* %44
br label %45
45: ; preds = %36, %33, %2
store i32 %3, i32* %1
ret i32* %6
}