#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 */
long random_range(int, int, int, int /*<<< orphan*/ *);
long random_bit(long mask) {
  int nbits = 0;
  long bit;
  int nshift;
  if (mask == 0)
    return 0;
  bit = 1L;
  for (nshift = 0; (unsigned int)nshift < sizeof(long) * 8; nshift++) {
    if (mask & bit)
      nbits++;
    bit = bit << 1;
  }
  bit = random_range(1, nbits, 1, NULL);
  nshift = 0;
  while (bit) {
    if (mask & 1L) {
      bit--;
    }
    mask = mask >> 1;
    nshift++;
  }
  return 01L << (nshift - 1);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<random_bit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    113b <random_bit+0x2b>
movq   $0x0,-0x8(%rbp)
jmp    1203 <random_bit+0xf3>
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    $0x40,%rax
jae    118c <random_bit+0x7c>
mov    -0x10(%rbp),%rax
and    -0x20(%rbp),%rax
cmp    $0x0,%rax
je     1172 <random_bit+0x62>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    114a <random_bit+0x3a>
mov    -0x14(%rbp),%esi
mov    $0x1,%edx
xor    %eax,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    %edx,%edi
call   1030 <random_range@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x20(%rbp)
je     11ed <random_bit+0xdd>
mov    -0x10(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     11d3 <random_bit+0xc3>
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
sar    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11aa <random_bit+0x9a>
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
mov    %rax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<random_bit>:
xor    %eax,%eax
test   %rdi,%rdi
je     11ba <random_bit+0xaa>
push   %rbx
mov    %rdi,%rbx
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x40,%edx
nopl   0x0(%rax)
mov    %rcx,%rsi
and    %rbx,%rsi
cmp    $0x1,%rsi
sbb    $0xffffffff,%eax
lea    (%rcx,%rcx,1),%rsi
and    %rbx,%rsi
cmp    $0x1,%rsi
sbb    $0xffffffff,%eax
lea    0x0(,%rcx,4),%rsi
and    %rbx,%rsi
cmp    $0x1,%rsi
sbb    $0xffffffff,%eax
lea    0x0(,%rcx,8),%rsi
and    %rbx,%rsi
cmp    $0x1,%rsi
sbb    $0xffffffff,%eax
shl    $0x4,%rcx
add    $0xfffffffc,%edx
jne    1130 <random_bit+0x20>
mov    $0x1,%edi
mov    %eax,%esi
mov    $0x1,%edx
xor    %ecx,%ecx
call   1030 <random_range@plt>
mov    $0xffffffff,%ecx
test   %rax,%rax
je     11b1 <random_bit+0xa1>
mov    %rbx,%rdx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
sar    %rdx
and    $0x1,%ebx
add    $0x1,%ecx
sub    %rbx,%rax
mov    %rdx,%rbx
jne    11a0 <random_bit+0x90>
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%rax
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @random_bit(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i32
store i64 %0, i64* %3
store i32 0, i32* %4
%7 = load i64, i64* %3
%8 = icmp eq i64 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %1
store i64 0, i64* %2
br label %52
10: ; preds = %1
store i64 1, i64* %5
store i32 0, i32* %6
br label %11
11: ; preds = %26, %10
%12 = load i32, i32* %6
%13 = zext i32 %12 to i64
%14 = icmp ult i64 %13, 64
br i1 %14, label %15, label %29
15: ; preds = %11
%16 = load i64, i64* %3
%17 = load i64, i64* %5
%18 = and i64 %16, %17
%19 = icmp ne i64 %18, 0
br i1 %19, label %20, label %23
20: ; preds = %15
%21 = load i32, i32* %4
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %4
br label %23
23: ; preds = %20, %15
%24 = load i64, i64* %5
%25 = shl i64 %24, 1
store i64 %25, i64* %5
br label %26
26: ; preds = %23
%27 = load i32, i32* %6
%28 = add nsw i32 %27, 1
store i32 %28, i32* %6
br label %11
29: ; preds = %11
%30 = load i32, i32* %4
%31 = call i64 @random_range(i32 1, i32 %30, i32 1, i32* null)
store i64 %31, i64* %5
store i32 0, i32* %6
br label %32
32: ; preds = %42, %29
%33 = load i64, i64* %5
%34 = icmp ne i64 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %47
35: ; preds = %32
%36 = load i64, i64* %3
%37 = and i64 %36, 1
%38 = icmp ne i64 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %42
39: ; preds = %35
%40 = load i64, i64* %5
%41 = add nsw i64 %40, -1
store i64 %41, i64* %5
br label %42
42: ; preds = %39, %35
%43 = load i64, i64* %3
%44 = ashr i64 %43, 1
store i64 %44, i64* %3
%45 = load i32, i32* %6
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %6
br label %32
47: ; preds = %32
%48 = load i32, i32* %6
%49 = sub nsw i32 %48, 1
%50 = zext i32 %49 to i64
%51 = shl i64 1, %50
store i64 %51, i64* %2
br label %52
52: ; preds = %47, %9
%53 = load i64, i64* %2
ret i64 %53
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @random_bit(i64 %0) {
%2 = icmp eq i64 %0, 0
br i1 %2, label %45, label %3
3: ; preds = %1, %3
%4 = phi i32 [ %27, %3 ], [ 0, %1 ]
%5 = phi i64 [ %26, %3 ], [ 1, %1 ]
%6 = phi i32 [ %25, %3 ], [ 0, %1 ]
%7 = and i64 %5, %0
%8 = icmp ne i64 %7, 0
%9 = zext i1 %8 to i32
%10 = add nuw nsw i32 %6, %9
%11 = shl i64 %5, 1
%12 = and i64 %11, %0
%13 = icmp ne i64 %12, 0
%14 = zext i1 %13 to i32
%15 = add nuw nsw i32 %10, %14
%16 = shl i64 %5, 2
%17 = and i64 %16, %0
%18 = icmp ne i64 %17, 0
%19 = zext i1 %18 to i32
%20 = add nuw nsw i32 %15, %19
%21 = shl i64 %5, 3
%22 = and i64 %21, %0
%23 = icmp ne i64 %22, 0
%24 = zext i1 %23 to i32
%25 = add nuw nsw i32 %20, %24
%26 = shl i64 %5, 4
%27 = add nuw nsw i32 %4, 4
%28 = icmp eq i32 %27, 64
br i1 %28, label %29, label %3
29: ; preds = %3
%30 = tail call i64 @random_range(i32 1, i32 %25, i32 1, i32* null)
%31 = icmp eq i64 %30, 0
br i1 %31, label %41, label %32
32: ; preds = %29, %32
%33 = phi i32 [ %37, %32 ], [ 0, %29 ]
%34 = phi i64 [ %39, %32 ], [ %30, %29 ]
%35 = phi i64 [ %36, %32 ], [ %0, %29 ]
%36 = ashr i64 %35, 1
%37 = add nuw nsw i32 %33, 1
%38 = and i64 %35, 1
%39 = sub nuw i64 %34, %38
%40 = icmp eq i64 %39, 0
br i1 %40, label %41, label %32
41: ; preds = %32, %29
%42 = phi i32 [ -1, %29 ], [ %33, %32 ]
%43 = zext i32 %42 to i64
%44 = shl nuw i64 1, %43
br label %45
45: ; preds = %1, %41
%46 = phi i64 [ %44, %41 ], [ 0, %1 ]
ret i64 %46
}