#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 int taus();
int gauss(unsigned int *gauss_LUT, unsigned char Nbits) {
  unsigned int search_pos, step_size, u, tmp, tmpm1, tmpp1, s;
  u = taus();
  s = u & 0x80000000;
  u &= 0x7fffffff;
  search_pos = (1 << (Nbits - 2));
  step_size = search_pos;
  do {
    step_size >>= 1;
    tmp = gauss_LUT[search_pos];
    tmpm1 = gauss_LUT[search_pos - 1];
    tmpp1 = gauss_LUT[search_pos + 1];
    if (u <= tmp)
      if (u > tmpm1)
        return s == 0 ? (search_pos - 1) : 1 - search_pos;
      else
        search_pos -= step_size;
    else if (u <= tmpp1)
      return s == 0 ? search_pos : -search_pos;
    else
      search_pos += step_size;
  } while (step_size > 0);
  return s == 0 ? (1 << (Nbits - 1)) - 1 : 1 - ((1 << (Nbits - 1)));
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gauss>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %sil,%al
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %al,-0x11(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1030 <taus@plt>
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
and    $0x80000000,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
and    $0x7fffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
movzbl -0x11(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
ja     11e9 <gauss+0xd9>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%eax
jbe    11d9 <gauss+0xc9>
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jne    11c3 <gauss+0xb3>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11ce <gauss+0xbe>
mov    $0x1,%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    127d <gauss+0x16d>
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    122b <gauss+0x11b>
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
ja     121d <gauss+0x10d>
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jne    120a <gauss+0xfa>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1212 <gauss+0x102>
xor    %eax,%eax
sub    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    127d <gauss+0x16d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    122b <gauss+0x11b>
jmp    1230 <gauss+0x120>
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
ja     1159 <gauss+0x49>
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jne    125d <gauss+0x14d>
movzbl -0x11(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1277 <gauss+0x167>
movzbl -0x11(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gauss>:
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%r15
xor    %eax,%eax
call   1030 <taus@plt>
mov    %eax,%r8d
and    $0x7fffffff,%r8d
lea    -0x2(%r14),%ecx
mov    $0x1,%esi
shl    %cl,%esi
mov    %esi,%ecx
mov    %esi,%edi
jmp    1152 <gauss+0x42>
nopl   (%rax)
lea    0x1(%rcx),%edx
cmp    (%r15,%rdx,4),%r8d
jbe    1184 <gauss+0x74>
add    %edi,%ecx
cmp    $0x1,%esi
mov    %edi,%esi
jbe    116b <gauss+0x5b>
shr    %edi
mov    %ecx,%ebx
cmp    (%r15,%rbx,4),%r8d
ja     1140 <gauss+0x30>
lea    -0x1(%rcx),%ebx
mov    %ebx,%edx
cmp    (%r15,%rdx,4),%r8d
ja     1192 <gauss+0x82>
sub    %edi,%ecx
jmp    114b <gauss+0x3b>
add    $0xff,%r14b
mov    $0xffffffff,%edx
mov    %r14d,%ecx
shl    %cl,%edx
test   $0x80000000,%eax
jne    11a3 <gauss+0x93>
not    %edx
jmp    11a6 <gauss+0x96>
mov    %ecx,%edx
neg    %edx
test   $0x80000000,%eax
cmove  %ecx,%edx
jmp    11a6 <gauss+0x96>
mov    $0x1,%edx
sub    %ecx,%edx
test   $0x80000000,%eax
cmove  %ebx,%edx
jmp    11a6 <gauss+0x96>
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @gauss(i32* %0, i8 zeroext %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i8
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32* %0, i32** %4
store i8 %1, i8* %5
%13 = call i32 (...) @taus()
store i32 %13, i32* %8
%14 = load i32, i32* %8
%15 = and i32 %14, -2147483648
store i32 %15, i32* %12
%16 = load i32, i32* %8
%17 = and i32 %16, 2147483647
store i32 %17, i32* %8
%18 = load i8, i8* %5
%19 = zext i8 %18 to i32
%20 = sub nsw i32 %19, 2
%21 = shl i32 1, %20
store i32 %21, i32* %6
%22 = load i32, i32* %6
store i32 %22, i32* %7
br label %23
23: ; preds = %86, %2
%24 = load i32, i32* %7
%25 = lshr i32 %24, 1
store i32 %25, i32* %7
%26 = load i32*, i32** %4
%27 = load i32, i32* %6
%28 = zext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
store i32 %30, i32* %9
%31 = load i32*, i32** %4
%32 = load i32, i32* %6
%33 = sub i32 %32, 1
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
store i32 %36, i32* %10
%37 = load i32*, i32** %4
%38 = load i32, i32* %6
%39 = add i32 %38, 1
%40 = zext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %42, i32* %11
%43 = load i32, i32* %8
%44 = load i32, i32* %9
%45 = icmp ule i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %66
46: ; preds = %23
%47 = load i32, i32* %8
%48 = load i32, i32* %10
%49 = icmp ugt i32 %47, %48
br i1 %49, label %50, label %61
50: ; preds = %46
%51 = load i32, i32* %12
%52 = icmp eq i32 %51, 0
br i1 %52, label %53, label %56
53: ; preds = %50
%54 = load i32, i32* %6
%55 = sub i32 %54, 1
br label %59
56: ; preds = %50
%57 = load i32, i32* %6
%58 = sub i32 1, %57
br label %59
59: ; preds = %56, %53
%60 = phi i32 [ %55, %53 ], [ %58, %56 ]
store i32 %60, i32* %3
br label %106
61: ; preds = %46
%62 = load i32, i32* %7
%63 = load i32, i32* %6
%64 = sub i32 %63, %62
store i32 %64, i32* %6
br label %65
65: ; preds = %61
br label %85
66: ; preds = %23
%67 = load i32, i32* %8
%68 = load i32, i32* %11
%69 = icmp ule i32 %67, %68
br i1 %69, label %70, label %80
70: ; preds = %66
%71 = load i32, i32* %12
%72 = icmp eq i32 %71, 0
br i1 %72, label %73, label %75
73: ; preds = %70
%74 = load i32, i32* %6
br label %78
75: ; preds = %70
%76 = load i32, i32* %6
%77 = sub i32 0, %76
br label %78
78: ; preds = %75, %73
%79 = phi i32 [ %74, %73 ], [ %77, %75 ]
store i32 %79, i32* %3
br label %106
80: ; preds = %66
%81 = load i32, i32* %7
%82 = load i32, i32* %6
%83 = add i32 %82, %81
store i32 %83, i32* %6
br label %84
84: ; preds = %80
br label %85
85: ; preds = %84, %65
br label %86
86: ; preds = %85
%87 = load i32, i32* %7
%88 = icmp ugt i32 %87, 0
br i1 %88, label %23, label %89
89: ; preds = %86
%90 = load i32, i32* %12
%91 = icmp eq i32 %90, 0
br i1 %91, label %92, label %98
92: ; preds = %89
%93 = load i8, i8* %5
%94 = zext i8 %93 to i32
%95 = sub nsw i32 %94, 1
%96 = shl i32 1, %95
%97 = sub nsw i32 %96, 1
br label %104
98: ; preds = %89
%99 = load i8, i8* %5
%100 = zext i8 %99 to i32
%101 = sub nsw i32 %100, 1
%102 = shl i32 1, %101
%103 = sub nsw i32 1, %102
br label %104
104: ; preds = %98, %92
%105 = phi i32 [ %97, %92 ], [ %103, %98 ]
store i32 %105, i32* %3
br label %106
106: ; preds = %104, %78, %59
%107 = load i32, i32* %3
ret i32 %107
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @gauss(i32* nocapture %0, i8 zeroext %1) {
%3 = tail call i32 (...) @taus()
%4 = and i32 %3, -2147483648
%5 = and i32 %3, 2147483647
%6 = zext i8 %1 to i32
%7 = add nsw i32 %6, -2
%8 = shl nuw i32 1, %7
br label %9
9: ; preds = %41, %2
%10 = phi i32 [ %8, %2 ], [ %12, %41 ]
%11 = phi i32 [ %8, %2 ], [ %42, %41 ]
%12 = lshr i32 %10, 1
%13 = zext i32 %11 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = add i32 %11, -1
%17 = icmp ugt i32 %5, %15
br i1 %17, label %29, label %18
18: ; preds = %9
%19 = zext i32 %16 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = icmp ugt i32 %5, %21
br i1 %22, label %23, label %27
23: ; preds = %18
%24 = icmp eq i32 %4, 0
%25 = sub i32 1, %11
%26 = select i1 %24, i32 %16, i32 %25
br label %52
27: ; preds = %18
%28 = sub i32 %11, %12
br label %41
29: ; preds = %9
%30 = add i32 %11, 1
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = icmp ugt i32 %5, %33
br i1 %34, label %39, label %35
35: ; preds = %29
%36 = icmp eq i32 %4, 0
%37 = sub i32 0, %11
%38 = select i1 %36, i32 %11, i32 %37
br label %52
39: ; preds = %29
%40 = add i32 %11, %12
br label %41
41: ; preds = %27, %39
%42 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %40, %39 ]
%43 = icmp ult i32 %10, 2
br i1 %43, label %44, label %9
44: ; preds = %41
%45 = icmp eq i32 %4, 0
%46 = add nsw i32 %6, -1
%47 = shl nsw i32 -1, %46
br i1 %45, label %48, label %50
48: ; preds = %44
%49 = xor i32 %47, -1
br label %52
50: ; preds = %44
%51 = add nsw i32 %47, 1
br label %52
52: ; preds = %48, %50, %35, %23
%53 = phi i32 [ %26, %23 ], [ %38, %35 ], [ %49, %48 ], [ %51, %50 ]
ret i32 %53
}