int gen_new_tree(int *old_tree, int edge, int *new_tree, int n,
                 int size_of_tree) {
  int leaf_cut, inter_cut;
  int numOfChild;
  int *old_ptr, *new_ptr;
  inter_cut = edge + 2;
  leaf_cut = inter_cut + 1;
  if (old_tree[leaf_cut - 1] < 0)
    numOfChild = 2;
  else
    numOfChild = 0;
  while (numOfChild > 0) {
    if (old_tree[leaf_cut] < 0)
      numOfChild = numOfChild + 1;
    else
      numOfChild = numOfChild - 1;
    leaf_cut++;
  }
  memcpy((char *)new_tree, (char *)old_tree, (inter_cut) * sizeof(int));
  new_tree[inter_cut] = -n + 2;
  old_ptr = old_tree + inter_cut;
  new_ptr = new_tree + inter_cut + 1;
  memcpy((char *)new_ptr, (char *)old_ptr,
         (leaf_cut - inter_cut) * sizeof(int));
  old_ptr = old_ptr + leaf_cut - inter_cut;
  new_ptr = new_ptr + leaf_cut - inter_cut;
  *new_ptr = n;
  new_ptr++;
  memcpy((char *)new_ptr, (char *)old_ptr,
         (size_of_tree - leaf_cut) * sizeof(int));
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<gen_new_tree>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %ecx,-0x1c(%rbp)
mov    %r8d,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    115f <gen_new_tree+0x4f>
movl   $0x2,-0x2c(%rbp)
jmp    1166 <gen_new_tree+0x56>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jmp    116b <gen_new_tree+0x5b>
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jle    11ac <gen_new_tree+0x9c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    1195 <gen_new_tree+0x85>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
jmp    119e <gen_new_tree+0x8e>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    116b <gen_new_tree+0x5b>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    -0x8(%rbp),%rsi
movslq -0x28(%rbp),%rdx
shl    $0x2,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
xor    %edx,%edx
sub    -0x1c(%rbp),%edx
add    $0x2,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    -0x28(%rbp),%eax
movslq %eax,%rdx
shl    $0x2,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rdx
xor    %ecx,%ecx
sub    %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x28(%rbp),%rdx
xor    %ecx,%ecx
sub    %rdx,%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%eax
sub    -0x24(%rbp),%eax
movslq %eax,%rdx
shl    $0x2,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<gen_new_tree>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %r8d,0x4(%rsp)
mov    %ecx,%r15d
mov    %rdx,%r13
mov    %rdi,%rax
movslq %esi,%rcx
lea    0x2(%rcx),%r14
lea    0x3(%rcx),%ebp
lea    (%rdi,%rcx,4),%rbx
add    $0x8,%rbx
mov    0x8(%rdi,%rcx,4),%ecx
shr    $0x1e,%ecx
and    $0x2,%ecx
je     1164 <gen_new_tree+0x54>
movslq %ebp,%rdx
lea    (%rax,%rdx,4),%rdx
xchg   %ax,%ax
mov    (%rdx),%esi
shr    $0x1f,%esi
lea    (%rcx,%rsi,2),%ecx
add    $0x4,%rdx
add    $0x1,%ebp
add    $0xffffffff,%ecx
jne    1150 <gen_new_tree+0x40>
lea    0x0(,%r14,4),%r12
mov    %r13,%rdi
mov    %rax,%rsi
mov    %r12,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
mov    $0x2,%eax
sub    %r15d,%eax
mov    %r15d,(%rsp)
lea    0x0(,%r14,4),%r15
add    %r13,%r15
mov    %eax,0x0(%r13,%r14,4)
lea    0x4(,%r14,4),%rdi
add    %r13,%rdi
mov    %ebp,%eax
sub    %r14d,%eax
movslq %eax,%rdx
shl    $0x2,%rdx
mov    %rbx,%rsi
call   1030 <memcpy@plt>
movslq %ebp,%rax
lea    (%rbx,%rax,4),%rsi
sub    %r12,%rsi
lea    (%r15,%rax,4),%rdi
add    $0x4,%rdi
sub    %r12,%rdi
mov    (%rsp),%ecx
mov    %ecx,(%rdi)
add    $0x4,%rdi
mov    0x4(%rsp),%ecx
sub    %eax,%ecx
movslq %ecx,%rdx
shl    $0x2,%rdx
call   1030 <memcpy@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @gen_new_tree(i32* %0, i32 %1, i32* %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = alloca i32*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32*
%15 = alloca i32*
store i32* %0, i32** %6
store i32 %1, i32* %7
store i32* %2, i32** %8
store i32 %3, i32* %9
store i32 %4, i32* %10
%16 = load i32, i32* %7
%17 = add nsw i32 %16, 2
store i32 %17, i32* %12
%18 = load i32, i32* %12
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %11
%20 = load i32*, i32** %6
%21 = load i32, i32* %11
%22 = sub nsw i32 %21, 1
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %20, i64 %23
%25 = load i32, i32* %24
%26 = icmp slt i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %28
27: ; preds = %5
store i32 2, i32* %13
br label %29
28: ; preds = %5
store i32 0, i32* %13
br label %29
29: ; preds = %28, %27
br label %30
30: ; preds = %46, %29
%31 = load i32, i32* %13
%32 = icmp sgt i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %49
33: ; preds = %30
%34 = load i32*, i32** %6
%35 = load i32, i32* %11
%36 = sext i32 %35 to i64
%37 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %36
%38 = load i32, i32* %37
%39 = icmp slt i32 %38, 0
br i1 %39, label %40, label %43
40: ; preds = %33
%41 = load i32, i32* %13
%42 = add nsw i32 %41, 1
store i32 %42, i32* %13
br label %46
43: ; preds = %33
%44 = load i32, i32* %13
%45 = sub nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %13
br label %46
46: ; preds = %43, %40
%47 = load i32, i32* %11
%48 = add nsw i32 %47, 1
store i32 %48, i32* %11
br label %30
49: ; preds = %30
%50 = load i32*, i32** %8
%51 = bitcast i32* %50 to i8*
%52 = load i32*, i32** %6
%53 = bitcast i32* %52 to i8*
%54 = load i32, i32* %12
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = mul i64 %55, 4
%57 = load i32, i32* %9
%58 = sub nsw i32 0, %57
%59 = add nsw i32 %58, 2
%60 = load i32*, i32** %8
%61 = load i32, i32* %12
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %60, i64 %62
store i32 %59, i32* %63
%64 = load i32*, i32** %6
%65 = load i32, i32* %12
%66 = sext i32 %65 to i64
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i64 %66
store i32* %67, i32** %14
%68 = load i32*, i32** %8
%69 = load i32, i32* %12
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %71, i64 1
store i32* %72, i32** %15
%73 = load i32*, i32** %15
%74 = bitcast i32* %73 to i8*
%75 = load i32*, i32** %14
%76 = bitcast i32* %75 to i8*
%77 = load i32, i32* %11
%78 = load i32, i32* %12
%79 = sub nsw i32 %77, %78
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = mul i64 %80, 4
%82 = load i32*, i32** %14
%83 = load i32, i32* %11
%84 = sext i32 %83 to i64
%85 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %84
%86 = load i32, i32* %12
%87 = sext i32 %86 to i64
%88 = sub i64 0, %87
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %85, i64 %88
store i32* %89, i32** %14
%90 = load i32*, i32** %15
%91 = load i32, i32* %11
%92 = sext i32 %91 to i64
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 %92
%94 = load i32, i32* %12
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = sub i64 0, %95
%97 = getelementptr inbounds i32, i32* %93, i64 %96
store i32* %97, i32** %15
%98 = load i32, i32* %9
%99 = load i32*, i32** %15
store i32 %98, i32* %99
%100 = load i32*, i32** %15
%101 = getelementptr inbounds i32, i32* %100, i32 1
store i32* %101, i32** %15
%102 = load i32*, i32** %15
%103 = bitcast i32* %102 to i8*
%104 = load i32*, i32** %14
%105 = bitcast i32* %104 to i8*
%106 = load i32, i32* %10
%107 = load i32, i32* %11
%108 = sub nsw i32 %106, %107
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = mul i64 %109, 4
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @gen_new_tree(i32* nocapture %0, i32 %1, i32* nocapture writeonly %2, i32 %3, i32 %4) {
%6 = add nsw i32 %1, 2
%7 = add i32 %1, 3
%8 = sext i32 %6 to i64
%9 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %8
%10 = load i32, i32* %9
%11 = lshr i32 %10, 30
%12 = and i32 %11, 2
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %28, label %14
14: ; preds = %5
%15 = sext i32 %7 to i64
br label %16
16: ; preds = %14, %16
%17 = phi i64 [ %15, %14 ], [ %21, %16 ]
%18 = phi i32 [ %12, %14 ], [ %24, %16 ]
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %17
%20 = load i32, i32* %19
%21 = add i64 %17, 1
%22 = icmp sgt i32 %20, -1
%23 = select i1 %22, i32 -1, i32 1
%24 = add nsw i32 %23, %18
%25 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %16
26: ; preds = %16
%27 = trunc i64 %21 to i32
br label %28
28: ; preds = %26, %5
%29 = phi i32 [ %7, %5 ], [ %27, %26 ]
%30 = bitcast i32* %2 to i8*
%31 = bitcast i32* %0 to i8*
%32 = shl nsw i64 %8, 2
tail call void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* align 1 %30, i8* align 1 %31, i64 %32, i1 false)
%33 = sub i32 2, %3
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %8
store i32 %33, i32* %34
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 1
%36 = bitcast i32* %35 to i8*
%37 = bitcast i32* %9 to i8*
%38 = sub nsw i32 %29, %6
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = shl nsw i64 %39, 2
tail call void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* align 1 %36, i8* align 1 %37, i64 %40, i1 false)
%41 = sext i32 %29 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 %41
%43 = sub nsw i64 0, %8
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %42, i64 %43
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %41
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %45, i64 %43
store i32 %3, i32* %46
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %46, i64 1
%48 = bitcast i32* %47 to i8*
%49 = bitcast i32* %44 to i8*
%50 = sub nsw i32 %4, %29
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = shl nsw i64 %51, 2
tail call void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* align 1 %48, i8* align 1 %49, i64 %52, i1 false)
ret i32 0
}