#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 */
unsigned char CHAR_BIT;
signed short multiplication_8bit(signed char m, signed char r) {
  signed int A, S, P;
  unsigned char i;
  A = m << 9;
  S = (-m) << 9;
  P = (r & 0xFF) << 1;
  for (i = 0; i < CHAR_BIT; i++) {
    switch (P & 3) {
    case 1:
      P += A;
      break;
    case 2:
      P += S;
      break;
    default:
      break;
    }
    P >>= 1;
  }
  return P >> 1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<multiplication_8bit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %sil,%al
mov    %dil,%cl
mov    %cl,-0x1(%rbp)
mov    %al,-0x2(%rbp)
movsbl -0x1(%rbp),%eax
shl    $0x9,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
movsbl -0x1(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
sub    %ecx,%eax
shl    $0x9,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
movsbl -0x2(%rbp),%eax
and    $0xff,%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movb   $0x0,-0x11(%rbp)
movzbl -0x11(%rbp),%eax
mov    0x2e9a(%rip),%rcx
movzbl (%rcx),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    11b0 <multiplication_8bit+0xb0>
mov    -0x10(%rbp),%eax
and    $0x3,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
sub    $0x1,%eax
je     1179 <multiplication_8bit+0x79>
jmp    1168 <multiplication_8bit+0x68>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
je     1187 <multiplication_8bit+0x87>
jmp    1195 <multiplication_8bit+0x95>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    119a <multiplication_8bit+0x9a>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    119a <multiplication_8bit+0x9a>
jmp    119a <multiplication_8bit+0x9a>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x11(%rbp),%al
add    $0x1,%al
mov    %al,-0x11(%rbp)
jmp    113b <multiplication_8bit+0x3b>
mov    -0x10(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
cwtl
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<multiplication_8bit>:
movzbl %sil,%eax
add    %eax,%eax
mov    0x2ed3(%rip),%rcx
mov    (%rcx),%r8b
test   %r8b,%r8b
je     118b <multiplication_8bit+0x8b>
shl    $0x9,%edi
mov    %edi,%ecx
neg    %ecx
cmp    $0x1,%r8b
jne    113b <multiplication_8bit+0x3b>
test   $0x1,%r8b
je     118b <multiplication_8bit+0x8b>
mov    %eax,%edx
and    $0x3,%edx
cmp    $0x1,%edx
je     1187 <multiplication_8bit+0x87>
cmp    $0x2,%edx
jne    1189 <multiplication_8bit+0x89>
add    %ecx,%eax
jmp    1189 <multiplication_8bit+0x89>
mov    %r8d,%edx
and    $0xfe,%dl
jmp    1159 <multiplication_8bit+0x59>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    %edi,%eax
sar    %eax
add    $0xfe,%dl
je     1122 <multiplication_8bit+0x22>
mov    %eax,%esi
and    $0x3,%esi
cmp    $0x2,%esi
je     1170 <multiplication_8bit+0x70>
cmp    $0x1,%esi
jne    1172 <multiplication_8bit+0x72>
add    %edi,%eax
jmp    1172 <multiplication_8bit+0x72>
nopl   0x0(%rax)
add    %ecx,%eax
sar    %eax
mov    %eax,%esi
and    $0x3,%esi
cmp    $0x1,%esi
je     1150 <multiplication_8bit+0x50>
cmp    $0x2,%esi
jne    1152 <multiplication_8bit+0x52>
add    %ecx,%eax
jmp    1152 <multiplication_8bit+0x52>
add    %edi,%eax
sar    %eax
shr    %eax
ret

LLVM IR (-O0):
@CHAR_BIT = global i8 0
define signext i16 @multiplication_8bit(i8 signext %0, i8 signext %1) {
%3 = alloca i8
%4 = alloca i8
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i8
store i8 %0, i8* %3
store i8 %1, i8* %4
%9 = load i8, i8* %3
%10 = sext i8 %9 to i32
%11 = shl i32 %10, 9
store i32 %11, i32* %5
%12 = load i8, i8* %3
%13 = sext i8 %12 to i32
%14 = sub nsw i32 0, %13
%15 = shl i32 %14, 9
store i32 %15, i32* %6
%16 = load i8, i8* %4
%17 = sext i8 %16 to i32
%18 = and i32 %17, 255
%19 = shl i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %7
store i8 0, i8* %8
br label %20
20: ; preds = %41, %2
%21 = load i8, i8* %8
%22 = zext i8 %21 to i32
%23 = load i8, i8* @CHAR_BIT
%24 = zext i8 %23 to i32
%25 = icmp slt i32 %22, %24
br i1 %25, label %26, label %44
26: ; preds = %20
%27 = load i32, i32* %7
%28 = and i32 %27, 3
switch i32 %28, label %37 [
i32 1, label %29
i32 2, label %33
]
29: ; preds = %26
%30 = load i32, i32* %5
%31 = load i32, i32* %7
%32 = add nsw i32 %31, %30
store i32 %32, i32* %7
br label %38
33: ; preds = %26
%34 = load i32, i32* %6
%35 = load i32, i32* %7
%36 = add nsw i32 %35, %34
store i32 %36, i32* %7
br label %38
37: ; preds = %26
br label %38
38: ; preds = %37, %33, %29
%39 = load i32, i32* %7
%40 = ashr i32 %39, 1
store i32 %40, i32* %7
br label %41
41: ; preds = %38
%42 = load i8, i8* %8
%43 = add i8 %42, 1
store i8 %43, i8* %8
br label %20
44: ; preds = %20
%45 = load i32, i32* %7
%46 = ashr i32 %45, 1
%47 = trunc i32 %46 to i16
ret i16 %47
}

LLVM IR (-O2):
@CHAR_BIT = global i8 0
define signext i16 @multiplication_8bit(i8 signext %0, i8 signext %1) {
%3 = sext i8 %0 to i32
%4 = shl nsw i32 %3, 9
%5 = mul nsw i32 %3, -512
%6 = zext i8 %1 to i32
%7 = shl nuw nsw i32 %6, 1
%8 = load i8, i8* @CHAR_BIT
%9 = icmp eq i8 %8, 0
br i1 %9, label %49, label %10
10: ; preds = %2
%11 = and i8 %8, 1
%12 = icmp eq i8 %8, 1
br i1 %12, label %36, label %13
13: ; preds = %10
%14 = and i8 %8, -2
br label %15
15: ; preds = %31, %13
%16 = phi i32 [ %7, %13 ], [ %33, %31 ]
%17 = phi i8 [ 0, %13 ], [ %34, %31 ]
%18 = and i32 %16, 3
switch i32 %18, label %23 [
i32 1, label %19
i32 2, label %21
]
19: ; preds = %15
%20 = add nsw i32 %16, %4
br label %23
21: ; preds = %15
%22 = add nsw i32 %16, %5
br label %23
23: ; preds = %15, %21, %19
%24 = phi i32 [ %16, %15 ], [ %22, %21 ], [ %20, %19 ]
%25 = ashr i32 %24, 1
%26 = and i32 %25, 3
switch i32 %26, label %31 [
i32 1, label %29
i32 2, label %27
]
27: ; preds = %23
%28 = add nsw i32 %25, %5
br label %31
29: ; preds = %23
%30 = add nsw i32 %25, %4
br label %31
31: ; preds = %29, %27, %23
%32 = phi i32 [ %25, %23 ], [ %28, %27 ], [ %30, %29 ]
%33 = ashr i32 %32, 1
%34 = add i8 %17, 2
%35 = icmp eq i8 %34, %14
br i1 %35, label %36, label %15
36: ; preds = %31, %10
%37 = phi i32 [ undef, %10 ], [ %33, %31 ]
%38 = phi i32 [ %7, %10 ], [ %33, %31 ]
%39 = icmp eq i8 %11, 0
br i1 %39, label %49, label %40
40: ; preds = %36
%41 = and i32 %38, 3
switch i32 %41, label %46 [
i32 1, label %44
i32 2, label %42
]
42: ; preds = %40
%43 = add nsw i32 %38, %5
br label %46
44: ; preds = %40
%45 = add nsw i32 %38, %4
br label %46
46: ; preds = %44, %42, %40
%47 = phi i32 [ %38, %40 ], [ %43, %42 ], [ %45, %44 ]
%48 = ashr i32 %47, 1
br label %49
49: ; preds = %46, %36, %2
%50 = phi i32 [ %7, %2 ], [ %37, %36 ], [ %48, %46 ]
%51 = lshr i32 %50, 1
%52 = trunc i32 %51 to i16
ret i16 %52
}