#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 /*<<< orphan*/ assert(int);
int fgetc(int /*<<< orphan*/ *);
int /*<<< orphan*/ fputc(unsigned char, int /*<<< orphan*/ *);
int decompress(FILE *in, FILE *out) {
  unsigned char pairs[128][2];
  unsigned char stack[128 + 1];
  int stack_top = -1;
  int nb_pairs = fgetc(in);
  nb_pairs -= 128;
  ;
  if (nb_pairs < 0)
    return -1;
  for (int i = 0; i < nb_pairs; i++) {
    for (int j = 0; j < 2; j++) {
      int c = fgetc(in);
      if (c == EOF)
        return -1;
      if (c > i + 128)
        return -1;
      pairs[i][j] = c;
    }
  }
  for (int i = 0; i < nb_pairs; i++) {
    ;
  }
  while (1) {
    assert(stack_top < nb_pairs + 1);
    if (stack_top < 0) {
      int c = fgetc(in);
      if (c == EOF)
        break;
      else if (c < 128)
        fputc(c, out);
      else
        stack[++stack_top] = c;
    } else {
      if (stack[stack_top] < 128)
        fputc(stack[stack_top--], out);
      else {
        unsigned char cur_pair = stack[stack_top--] - 128;
        if (cur_pair >= nb_pairs)
          return -1;
        stack[++stack_top] = pairs[cur_pair][1];
        stack[++stack_top] = pairs[cur_pair][0];
      }
    }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<decompress>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x1d0,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x1b4(%rbp)
ff ff ff
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    %eax,-0x1b8(%rbp)
mov    -0x1b8(%rbp),%eax
sub    $0x80,%eax
mov    %eax,-0x1b8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1b8(%rbp)
jge    1186 <decompress+0x56>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1429 <decompress+0x2f9>
movl   $0x0,-0x1bc(%rbp)
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
cmp    -0x1b8(%rbp),%eax
jge    1263 <decompress+0x133>
movl   $0x0,-0x1c0(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x1c0(%rbp)
jge    124a <decompress+0x11a>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    %eax,-0x1c4(%rbp)
mov    -0x1c4(%rbp),%eax
mov    0x2e13(%rip),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jne    11e9 <decompress+0xb9>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1429 <decompress+0x2f9>
mov    -0x1c4(%rbp),%eax
mov    -0x1bc(%rbp),%ecx
add    $0x80,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    120f <decompress+0xdf>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1429 <decompress+0x2f9>
mov    -0x1c4(%rbp),%eax
mov    %al,%dl
movslq -0x1bc(%rbp),%rcx
lea    -0x120(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x1c0(%rbp),%rcx
mov    %dl,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x1c0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c0(%rbp)
jmp    11ac <decompress+0x7c>
jmp    124f <decompress+0x11f>
mov    -0x1bc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1bc(%rbp)
jmp    1190 <decompress+0x60>
movl   $0x0,-0x1c8(%rbp)
mov    -0x1c8(%rbp),%eax
cmp    -0x1b8(%rbp),%eax
jge    1298 <decompress+0x168>
jmp    1284 <decompress+0x154>
mov    -0x1c8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c8(%rbp)
jmp    126d <decompress+0x13d>
jmp    129d <decompress+0x16d>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
mov    -0x1b8(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1050 <assert@plt>
cmpl   $0x0,-0x1b4(%rbp)
jge    1342 <decompress+0x212>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    %eax,-0x1cc(%rbp)
mov    -0x1cc(%rbp),%eax
mov    0x2d04(%rip),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
jne    12f1 <decompress+0x1c1>
jmp    1422 <decompress+0x2f2>
cmpl   $0x80,-0x1cc(%rbp)
jge    1318 <decompress+0x1e8>
mov    -0x1cc(%rbp),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rsi
movzbl %al,%edi
call   1040 <fputc@plt>
jmp    1338 <decompress+0x208>
mov    -0x1cc(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
cltq
mov    %cl,-0x1b0(%rbp,%rax,1)
jmp    133d <decompress+0x20d>
jmp    141d <decompress+0x2ed>
movslq -0x1b4(%rbp),%rax
movzbl -0x1b0(%rbp,%rax,1),%eax
ff
cmp    $0x80,%eax
jge    1387 <decompress+0x257>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x1b4(%rbp)
cltq
mov    -0x1b0(%rbp,%rax,1),%al
mov    -0x18(%rbp),%rsi
movzbl %al,%edi
call   1040 <fputc@plt>
jmp    1418 <decompress+0x2e8>
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x1b4(%rbp)
cltq
movzbl -0x1b0(%rbp,%rax,1),%eax
ff
sub    $0x80,%eax
mov    %al,-0x1cd(%rbp)
movzbl -0x1cd(%rbp),%eax
cmp    -0x1b8(%rbp),%eax
jl     13cc <decompress+0x29c>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    1429 <decompress+0x2f9>
movzbl -0x1cd(%rbp),%eax
mov    -0x11f(%rbp,%rax,2),%cl
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
cltq
mov    %cl,-0x1b0(%rbp,%rax,1)
movzbl -0x1cd(%rbp),%eax
mov    -0x120(%rbp,%rax,2),%cl
mov    -0x1b4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1b4(%rbp)
cltq
mov    %cl,-0x1b0(%rbp,%rax,1)
jmp    141d <decompress+0x2ed>
jmp    129d <decompress+0x16d>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1d0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<decompress>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x1a8,%rsp
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%rbx
call   1030 <fgetc@plt>
lea    -0x80(%rax),%ecx
mov    $0xffffffff,%edx
cmp    $0x80,%eax
jl     1293 <decompress+0x163>
mov    %ecx,0x4(%rsp)
mov    %rax,0x8(%rsp)
je     11d4 <decompress+0xa4>
mov    0x4(%rsp),%r13d
xor    %ebp,%ebp
mov    0x2e70(%rip),%r12
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
cmp    (%r12),%eax
je     128e <decompress+0x15e>
lea    0x80(%rbp),%r15
cmp    %r15d,%eax
jg     128e <decompress+0x15e>
mov    %al,0xa0(%rsp,%rbp,2)
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
cmp    (%r12),%eax
je     128e <decompress+0x15e>
cmp    %r15d,%eax
jg     128e <decompress+0x15e>
mov    %al,0xa1(%rsp,%rbp,2)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r13
jne    1180 <decompress+0x50>
mov    0x8(%rsp),%rax
add    $0xffffff81,%eax
mov    $0xffffffff,%r12d
mov    0x2dff(%rip),%r13
jmp    11ff <decompress+0xcf>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %r12d,%r12
mov    %al,0x11(%rsp,%r12,1)
add    $0x1,%r12
mov    %r15,%rax
xor    %ebp,%ebp
mov    %rax,%r15
cmp    %eax,%r12d
setl   %bpl
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebp,%edi
call   1050 <assert@plt>
test   %r12d,%r12d
jns    1240 <decompress+0x110>
mov    %rbx,%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
cmp    0x0(%r13),%eax
je     128a <decompress+0x15a>
cmp    $0x7f,%eax
jg     11f0 <decompress+0xc0>
movzbl %al,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1040 <fputc@plt>
jmp    1210 <decompress+0xe0>
nopl   0x0(%rax)
mov    %r12d,%eax
movzbl 0x10(%rsp,%rax,1),%edi
test   %dil,%dil
js     125b <decompress+0x12b>
add    $0xffffffff,%r12d
mov    %r14,%rsi
call   1040 <fputc@plt>
jmp    11fc <decompress+0xcc>
xor    $0x80,%rdi
cmp    %edi,0x4(%rsp)
jle    128e <decompress+0x15e>
mov    0xa0(%rsp,%rdi,2),%cl
mov    0xa1(%rsp,%rdi,2),%dl
mov    %dl,0x10(%rsp,%rax,1)
mov    %cl,0x11(%rsp,%rax,1)
add    $0x1,%rax
mov    %eax,%r12d
jmp    11fc <decompress+0xcc>
xor    %edx,%edx
jmp    1293 <decompress+0x163>
mov    $0xffffffff,%edx
mov    %edx,%eax
add    $0x1a8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@EOF = global i32 0
define i32 @decompress(i32* %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca [128 x [2 x i8]]
%7 = alloca [129 x i8]
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i8
store i32* %0, i32** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 -1, i32* %8
%16 = load i32*, i32** %4
%17 = call i32 @fgetc(i32* %16)
store i32 %17, i32* %9
%18 = load i32, i32* %9
%19 = sub nsw i32 %18, 128
store i32 %19, i32* %9
%20 = load i32, i32* %9
%21 = icmp slt i32 %20, 0
br i1 %21, label %22, label %23
22: ; preds = %2
store i32 -1, i32* %3
br label %155
23: ; preds = %2
store i32 0, i32* %10
br label %24
24: ; preds = %58, %23
%25 = load i32, i32* %10
%26 = load i32, i32* %9
%27 = icmp slt i32 %25, %26
br i1 %27, label %28, label %61
28: ; preds = %24
store i32 0, i32* %11
br label %29
29: ; preds = %54, %28
%30 = load i32, i32* %11
%31 = icmp slt i32 %30, 2
br i1 %31, label %32, label %57
32: ; preds = %29
%33 = load i32*, i32** %4
%34 = call i32 @fgetc(i32* %33)
store i32 %34, i32* %12
%35 = load i32, i32* %12
%36 = load i32, i32* @EOF
%37 = icmp eq i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %39
38: ; preds = %32
store i32 -1, i32* %3
br label %155
39: ; preds = %32
%40 = load i32, i32* %12
%41 = load i32, i32* %10
%42 = add nsw i32 %41, 128
%43 = icmp sgt i32 %40, %42
br i1 %43, label %44, label %45
44: ; preds = %39
store i32 -1, i32* %3
br label %155
45: ; preds = %39
%46 = load i32, i32* %12
%47 = trunc i32 %46 to i8
%48 = load i32, i32* %10
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %6, i64 0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %11
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds [2 x i8], [2 x i8]* %50, i64 0, i64 %52
store i8 %47, i8* %53
br label %54
54: ; preds = %45
%55 = load i32, i32* %11
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %11
br label %29
57: ; preds = %29
br label %58
58: ; preds = %57
%59 = load i32, i32* %10
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %10
br label %24
61: ; preds = %24
store i32 0, i32* %13
br label %62
62: ; preds = %67, %61
%63 = load i32, i32* %13
%64 = load i32, i32* %9
%65 = icmp slt i32 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %70
66: ; preds = %62
br label %67
67: ; preds = %66
%68 = load i32, i32* %13
%69 = add nsw i32 %68, 1
store i32 %69, i32* %13
br label %62
70: ; preds = %62
br label %71
71: ; preds = %70, %153
%72 = load i32, i32* %8
%73 = load i32, i32* %9
%74 = add nsw i32 %73, 1
%75 = icmp slt i32 %72, %74
%76 = zext i1 %75 to i32
%77 = call i32 @assert(i32 %76)
%78 = load i32, i32* %8
%79 = icmp slt i32 %78, 0
br i1 %79, label %80, label %104
80: ; preds = %71
%81 = load i32*, i32** %4
%82 = call i32 @fgetc(i32* %81)
store i32 %82, i32* %14
%83 = load i32, i32* %14
%84 = load i32, i32* @EOF
%85 = icmp eq i32 %83, %84
br i1 %85, label %86, label %87
86: ; preds = %80
br label %154
87: ; preds = %80
%88 = load i32, i32* %14
%89 = icmp slt i32 %88, 128
br i1 %89, label %90, label %95
90: ; preds = %87
%91 = load i32, i32* %14
%92 = trunc i32 %91 to i8
%93 = load i32*, i32** %5
%94 = call i32 @fputc(i8 zeroext %92, i32* %93)
br label %102
95: ; preds = %87
%96 = load i32, i32* %14
%97 = trunc i32 %96 to i8
%98 = load i32, i32* %8
%99 = add nsw i32 %98, 1
store i32 %99, i32* %8
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %7, i64 0, i64 %100
store i8 %97, i8* %101
br label %102
102: ; preds = %95, %90
br label %103
103: ; preds = %102
br label %153
104: ; preds = %71
%105 = load i32, i32* %8
%106 = sext i32 %105 to i64
%107 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %7, i64 0, i64 %106
%108 = load i8, i8* %107
%109 = zext i8 %108 to i32
%110 = icmp slt i32 %109, 128
br i1 %110, label %111, label %119
111: ; preds = %104
%112 = load i32, i32* %8
%113 = add nsw i32 %112, -1
store i32 %113, i32* %8
%114 = sext i32 %112 to i64
%115 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %7, i64 0, i64 %114
%116 = load i8, i8* %115
%117 = load i32*, i32** %5
%118 = call i32 @fputc(i8 zeroext %116, i32* %117)
br label %152
119: ; preds = %104
%120 = load i32, i32* %8
%121 = add nsw i32 %120, -1
store i32 %121, i32* %8
%122 = sext i32 %120 to i64
%123 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %7, i64 0, i64 %122
%124 = load i8, i8* %123
%125 = zext i8 %124 to i32
%126 = sub nsw i32 %125, 128
%127 = trunc i32 %126 to i8
store i8 %127, i8* %15
%128 = load i8, i8* %15
%129 = zext i8 %128 to i32
%130 = load i32, i32* %9
%131 = icmp sge i32 %129, %130
br i1 %131, label %132, label %133
132: ; preds = %119
store i32 -1, i32* %3
br label %155
133: ; preds = %119
%134 = load i8, i8* %15
%135 = zext i8 %134 to i64
%136 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %6, i64 0, i64 %135
%137 = getelementptr inbounds [2 x i8], [2 x i8]* %136, i64 0, i64 1
%138 = load i8, i8* %137
%139 = load i32, i32* %8
%140 = add nsw i32 %139, 1
store i32 %140, i32* %8
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %7, i64 0, i64 %141
store i8 %138, i8* %142
%143 = load i8, i8* %15
%144 = zext i8 %143 to i64
%145 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %6, i64 0, i64 %144
%146 = getelementptr inbounds [2 x i8], [2 x i8]* %145, i64 0, i64 0
%147 = load i8, i8* %146
%148 = load i32, i32* %8
%149 = add nsw i32 %148, 1
store i32 %149, i32* %8
%150 = sext i32 %149 to i64
%151 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %7, i64 0, i64 %150
store i8 %147, i8* %151
br label %152
152: ; preds = %133, %111
br label %153
153: ; preds = %152, %103
br label %71
154: ; preds = %86
store i32 0, i32* %3
br label %155
155: ; preds = %154, %132, %44, %38, %22
%156 = load i32, i32* %3
ret i32 %156
}

LLVM IR (-O2):
@EOF = global i32 0
define i32 @decompress(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1) {
%3 = alloca [128 x [2 x i8]]
%4 = alloca [129 x i8]
%5 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %3, i64 0, i64 0, i64 0
%6 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %4, i64 0, i64 0
%7 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%8 = add i32 %7, -128
%9 = icmp slt i32 %7, 128
br i1 %9, label %82, label %10
10: ; preds = %2
%11 = icmp eq i32 %7, 128
br i1 %11, label %23, label %12
12: ; preds = %10
%13 = zext i32 %8 to i64
br label %14
14: ; preds = %12, %33
%15 = phi i64 [ 0, %12 ], [ %36, %33 ]
%16 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%17 = load i32, i32* @EOF
%18 = icmp eq i32 %16, %17
%19 = trunc i64 %15 to i32
%20 = add i32 %19, 128
%21 = icmp sgt i32 %16, %20
%22 = select i1 %18, i1 true, i1 %21
br i1 %22, label %82, label %25
23: ; preds = %33, %10
%24 = add nsw i32 %7, -127
br label %64
25: ; preds = %14
%26 = trunc i32 %16 to i8
%27 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %3, i64 0, i64 %15, i64 0
store i8 %26, i8* %27
%28 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%29 = load i32, i32* @EOF
%30 = icmp eq i32 %28, %29
%31 = icmp sgt i32 %28, %20
%32 = select i1 %30, i1 true, i1 %31
br i1 %32, label %82, label %33
33: ; preds = %25
%34 = trunc i32 %28 to i8
%35 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %3, i64 0, i64 %15, i64 1
store i8 %34, i8* %35
%36 = add nuw nsw i64 %15, 1
%37 = icmp eq i64 %36, %13
br i1 %37, label %23, label %14
38: ; preds = %64, %47
%39 = tail call i32 @assert(i32 %67)
br i1 %68, label %40, label %54
40: ; preds = %38
%41 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%42 = load i32, i32* @EOF
%43 = icmp eq i32 %41, %42
br i1 %43, label %82, label %44
44: ; preds = %40
%45 = icmp slt i32 %41, 128
%46 = trunc i32 %41 to i8
br i1 %45, label %47, label %49
47: ; preds = %44
%48 = tail call i32 @fputc(i8 zeroext %46, i32* %1)
br label %38
49: ; preds = %44
%50 = trunc i32 %41 to i8
%51 = add nsw i32 %65, 1
%52 = sext i32 %51 to i64
%53 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %4, i64 0, i64 %52
store i8 %50, i8* %53
br label %62
54: ; preds = %38
%55 = zext i32 %65 to i64
%56 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %4, i64 0, i64 %55
%57 = load i8, i8* %56
%58 = icmp sgt i8 %57, -1
br i1 %58, label %59, label %69
59: ; preds = %54
%60 = add nsw i32 %65, -1
%61 = tail call i32 @fputc(i8 zeroext %57, i32* %1)
br label %62
62: ; preds = %59, %73, %49
%63 = phi i32 [ %51, %49 ], [ %79, %73 ], [ %60, %59 ]
br label %64
64: ; preds = %62, %23
%65 = phi i32 [ -1, %23 ], [ %63, %62 ]
%66 = icmp slt i32 %65, %24
%67 = zext i1 %66 to i32
%68 = icmp slt i32 %65, 0
br label %38
69: ; preds = %54
%70 = xor i8 %57, -128
%71 = zext i8 %70 to i32
%72 = icmp sgt i32 %8, %71
br i1 %72, label %73, label %82
73: ; preds = %69
%74 = zext i8 %70 to i64
%75 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %3, i64 0, i64 %74, i64 1
%76 = load i8, i8* %75
store i8 %76, i8* %56
%77 = getelementptr inbounds [128 x [2 x i8]], [128 x [2 x i8]]* %3, i64 0, i64 %74, i64 0
%78 = load i8, i8* %77
%79 = add nuw nsw i32 %65, 1
%80 = zext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds [129 x i8], [129 x i8]* %4, i64 0, i64 %80
store i8 %78, i8* %81
br label %62
82: ; preds = %14, %25, %40, %69, %2
%83 = phi i32 [ -1, %2 ], [ 0, %40 ], [ -1, %69 ], [ -1, %25 ], [ -1, %14 ]
ret i32 %83
}