#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 */
typedef int /*<<< orphan*/ FILE;

/* Variables and functions */
int EOF;
int fgetc(int /*<<< orphan*/ *);
int /*<<< orphan*/ fputc(int, int /*<<< orphan*/ *);
void mtf_decode(FILE *in, FILE *out) {
  int curr, i;
  int table[256];
  for (i = 0; i < 256; i++) {
    table[i] = i;
  }
  while ((i = fgetc(in)) != EOF) {
    fputc(table[i], out);
    curr = table[i];
    while (i--) {
      table[i + 1] = table[i];
    }
    table[0] = (unsigned char)curr;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mtf_decode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x420,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x18(%rbp)
jge    1163 <mtf_decode+0x43>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x420(%rbp,%rax,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    113a <mtf_decode+0x1a>
jmp    1168 <mtf_decode+0x48>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    0x2e6d(%rip),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
je     11e9 <mtf_decode+0xc9>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x420(%rbp,%rax,4),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1040 <fputc@plt>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x420(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     11d8 <mtf_decode+0xb8>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x420(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    %ecx,-0x420(%rbp,%rax,4)
jmp    11a5 <mtf_decode+0x85>
mov    -0x14(%rbp),%eax
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x420(%rbp)
jmp    1168 <mtf_decode+0x48>
add    $0x420,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mtf_decode>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x408,%rsp
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%r15
movdqa 0xec1(%rip),%xmm0
xor    %eax,%eax
movdqa 0xec6(%rip),%xmm8
movdqa 0xecd(%rip),%xmm9
movdqa 0xed4(%rip),%xmm10
movdqa 0xedc(%rip),%xmm4
movdqa 0xee4(%rip),%xmm5
movdqa 0xeec(%rip),%xmm6
movdqa 0xef4(%rip),%xmm7
movdqa 0xefc(%rip),%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqa %xmm0,(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm2,0x10(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqa %xmm2,0x20(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,0x30(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqa %xmm2,0x40(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,0x50(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqa %xmm2,0x60(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,0x70(%rsp,%rax,4)
add    $0x20,%rax
paddd  %xmm1,%xmm0
cmp    $0x100,%rax
jne    1190 <mtf_decode+0x70>
mov    %r15,%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    0x2dcf(%rip),%r12
cmp    (%r12),%eax
jne    1231 <mtf_decode+0x111>
add    $0x408,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %eax,%ebx
jmp    1257 <mtf_decode+0x137>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movzbl %r13b,%eax
mov    %eax,(%rsp)
mov    %r15,%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    %eax,%ebx
cmp    (%r12),%eax
je     121f <mtf_decode+0xff>
movslq %ebx,%rbp
mov    (%rsp,%rbp,4),%r13d
mov    %r13d,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1040 <fputc@plt>
test   %ebp,%ebp
je     1240 <mtf_decode+0x120>
lea    -0x1(%rbx),%ecx
and    $0x3,%ebx
je     12a0 <mtf_decode+0x180>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    -0x1(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rsp,%rbp,4),%edx
mov    %edx,(%rsp,%rbp,4)
mov    %rax,%rbp
add    $0xffffffff,%ebx
jne    1280 <mtf_decode+0x160>
cmp    $0x3,%ecx
jae    12b0 <mtf_decode+0x190>
jmp    1240 <mtf_decode+0x120>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbp,%rax
cmp    $0x3,%ecx
jb     1240 <mtf_decode+0x120>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqu -0x10(%rsp,%rax,4),%xmm0
movdqu %xmm0,-0xc(%rsp,%rax,4)
lea    -0x4(%rax),%rcx
mov    %rcx,%rax
test   %ecx,%ecx
jne    12b0 <mtf_decode+0x190>
jmp    1240 <mtf_decode+0x120>

LLVM IR (-O0):
@EOF = global i32 0
define void @mtf_decode(i32* %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca [256 x i32]
store i32* %0, i32** %3
store i32* %1, i32** %4
store i32 0, i32* %6
br label %8
8: ; preds = %16, %2
%9 = load i32, i32* %6
%10 = icmp slt i32 %9, 256
br i1 %10, label %11, label %19
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %6
%13 = load i32, i32* %6
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %14
store i32 %12, i32* %15
br label %16
16: ; preds = %11
%17 = load i32, i32* %6
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %6
br label %8
19: ; preds = %8
br label %20
20: ; preds = %49, %19
%21 = load i32*, i32** %3
%22 = call i32 @fgetc(i32* %21)
store i32 %22, i32* %6
%23 = load i32, i32* @EOF
%24 = icmp ne i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %54
25: ; preds = %20
%26 = load i32, i32* %6
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = load i32*, i32** %4
%31 = call i32 @fputc(i32 %29, i32* %30)
%32 = load i32, i32* %6
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
store i32 %35, i32* %5
br label %36
36: ; preds = %40, %25
%37 = load i32, i32* %6
%38 = add nsw i32 %37, -1
store i32 %38, i32* %6
%39 = icmp ne i32 %37, 0
br i1 %39, label %40, label %49
40: ; preds = %36
%41 = load i32, i32* %6
%42 = sext i32 %41 to i64
%43 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %42
%44 = load i32, i32* %43
%45 = load i32, i32* %6
%46 = add nsw i32 %45, 1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %47
store i32 %44, i32* %48
br label %36
49: ; preds = %36
%50 = load i32, i32* %5
%51 = trunc i32 %50 to i8
%52 = zext i8 %51 to i32
%53 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 0
store i32 %52, i32* %53
br label %20
54: ; preds = %20
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@EOF = global i32 0
define void @mtf_decode(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1) {
%3 = alloca [256 x i32]
%4 = bitcast [256 x i32]* %3 to i8*
br label %5
5: ; preds = %5, %2
%6 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %34, %5 ]
%7 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %2 ], [ %35, %5 ]
%8 = add <4 x i32> %7, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%9 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %6
%10 = bitcast i32* %9 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %7, <4 x i32>* %10
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 4
%12 = bitcast i32* %11 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %8, <4 x i32>* %12
%13 = or i64 %6, 8
%14 = add <4 x i32> %7, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%15 = add <4 x i32> %7, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%16 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %13
%17 = bitcast i32* %16 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %14, <4 x i32>* %17
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 4
%19 = bitcast i32* %18 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %15, <4 x i32>* %19
%20 = or i64 %6, 16
%21 = add <4 x i32> %7, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%22 = add <4 x i32> %7, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%23 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %20
%24 = bitcast i32* %23 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %21, <4 x i32>* %24
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 4
%26 = bitcast i32* %25 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %22, <4 x i32>* %26
%27 = or i64 %6, 24
%28 = add <4 x i32> %7, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%29 = add <4 x i32> %7, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%30 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %27
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %28, <4 x i32>* %31
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 4
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %29, <4 x i32>* %33
%34 = add nuw nsw i64 %6, 32
%35 = add <4 x i32> %7, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%36 = icmp eq i64 %34, 256
br i1 %36, label %37, label %5
37: ; preds = %5
%38 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%39 = load i32, i32* @EOF
%40 = icmp eq i32 %38, %39
br i1 %40, label %91, label %41
41: ; preds = %37
%42 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 0
br label %43
43: ; preds = %41, %86
%44 = phi i32 [ %38, %41 ], [ %88, %86 ]
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %45
%47 = load i32, i32* %46
%48 = tail call i32 @fputc(i32 %47, i32* %1)
%49 = icmp eq i32 %44, 0
br i1 %49, label %86, label %50
50: ; preds = %43
%51 = add i32 %44, -1
%52 = and i32 %44, 3
%53 = icmp eq i32 %52, 0
br i1 %53, label %63, label %54
54: ; preds = %50, %54
%55 = phi i64 [ %57, %54 ], [ %45, %50 ]
%56 = phi i32 [ %61, %54 ], [ 0, %50 ]
%57 = add nsw i64 %55, -1
%58 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %55
store i32 %59, i32* %60
%61 = add i32 %56, 1
%62 = icmp eq i32 %61, %52
br i1 %62, label %63, label %54
63: ; preds = %54, %50
%64 = phi i64 [ %45, %50 ], [ %57, %54 ]
%65 = icmp ult i32 %51, 3
br i1 %65, label %86, label %66
66: ; preds = %63, %66
%67 = phi i64 [ %80, %66 ], [ %64, %63 ]
%68 = add nsw i64 %67, -1
%69 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %68
%70 = load i32, i32* %69
%71 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %67
store i32 %70, i32* %71
%72 = add nsw i64 %67, -2
%73 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %68
store i32 %74, i32* %75
%76 = add nsw i64 %67, -3
%77 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %72
store i32 %78, i32* %79
%80 = add nsw i64 %67, -4
%81 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %80
%82 = load i32, i32* %81
%83 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %76
store i32 %82, i32* %83
%84 = trunc i64 %80 to i32
%85 = icmp eq i32 %84, 0
br i1 %85, label %86, label %66
86: ; preds = %63, %66, %43
%87 = and i32 %47, 255
store i32 %87, i32* %42
%88 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%89 = load i32, i32* @EOF
%90 = icmp eq i32 %88, %89
br i1 %90, label %91, label %43
91: ; preds = %86, %37
ret void
}