#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 */
int /*<<< orphan*/ assert(int);
unsigned next_smallest(unsigned n) {
  assert(n != 0);
  unsigned no_trailing_grp = n & (n + 1);
  assert(no_trailing_grp != 0);
  unsigned has_trailing_grp = (no_trailing_grp != n);
  unsigned ls_bit = no_trailing_grp & ~(no_trailing_grp - 1);
  ls_bit >>= 1;
  no_trailing_grp &= no_trailing_grp - 1;
  no_trailing_grp |= ls_bit;
  if (!has_trailing_grp) {
    return no_trailing_grp;
  }
  unsigned ms_bit_trailing_grp = (n + 1) & ~n;
  unsigned r_lim = ls_bit / ms_bit_trailing_grp;
  unsigned limits = ls_bit | (r_lim >> 1);
  unsigned shifted_grp = (~limits) | r_lim;
  shifted_grp &= ~(r_lim - 1);
  shifted_grp &= ls_bit - 1;
  return no_trailing_grp | shifted_grp;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<next_smallest>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0xc(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
xor    $0xffffffff,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
shr    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
and    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
or     -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    11a0 <next_smallest+0x90>
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    11fa <next_smallest+0xea>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
xor    $0xffffffff,%ecx
and    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
xor    %edx,%edx
divl   -0x18(%rbp)
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
shr    $0x1,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
or     -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
and    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
or     -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<next_smallest>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
xor    %edi,%edi
test   %r14d,%r14d
setne  %dil
call   1030 <assert@plt>
lea    0x1(%r14),%r15d
mov    %r15d,%ebp
and    %r14d,%ebp
xor    %edi,%edi
mov    %ebp,%ebx
add    $0xffffffff,%ebx
setb   %dil
call   1030 <assert@plt>
mov    %ebp,%ecx
neg    %ecx
and    %ebp,%ecx
shr    %ecx
and    %ebp,%ebx
or     %ecx,%ebx
cmp    %r14d,%ebp
je     1175 <next_smallest+0x65>
not    %r14d
and    %r14d,%r15d
mov    %ecx,%eax
xor    %edx,%edx
div    %r15d
mov    %eax,%edx
shr    %edx
or     %ecx,%edx
not    %edx
or     %eax,%edx
neg    %eax
add    $0xffffffff,%ecx
and    %eax,%ecx
and    %edx,%ecx
or     %ecx,%ebx
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @next_smallest(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%11 = load i32, i32* %3
%12 = icmp ne i32 %11, 0
%13 = zext i1 %12 to i32
%14 = call i32 @assert(i32 %13)
%15 = load i32, i32* %3
%16 = load i32, i32* %3
%17 = add i32 %16, 1
%18 = and i32 %15, %17
store i32 %18, i32* %4
%19 = load i32, i32* %4
%20 = icmp ne i32 %19, 0
%21 = zext i1 %20 to i32
%22 = call i32 @assert(i32 %21)
%23 = load i32, i32* %4
%24 = load i32, i32* %3
%25 = icmp ne i32 %23, %24
%26 = zext i1 %25 to i32
store i32 %26, i32* %5
%27 = load i32, i32* %4
%28 = load i32, i32* %4
%29 = sub i32 %28, 1
%30 = xor i32 %29, -1
%31 = and i32 %27, %30
store i32 %31, i32* %6
%32 = load i32, i32* %6
%33 = lshr i32 %32, 1
store i32 %33, i32* %6
%34 = load i32, i32* %4
%35 = sub i32 %34, 1
%36 = load i32, i32* %4
%37 = and i32 %36, %35
store i32 %37, i32* %4
%38 = load i32, i32* %6
%39 = load i32, i32* %4
%40 = or i32 %39, %38
store i32 %40, i32* %4
%41 = load i32, i32* %5
%42 = icmp ne i32 %41, 0
br i1 %42, label %45, label %43
43: ; preds = %1
%44 = load i32, i32* %4
store i32 %44, i32* %2
br label %74
45: ; preds = %1
%46 = load i32, i32* %3
%47 = add i32 %46, 1
%48 = load i32, i32* %3
%49 = xor i32 %48, -1
%50 = and i32 %47, %49
store i32 %50, i32* %7
%51 = load i32, i32* %6
%52 = load i32, i32* %7
%53 = udiv i32 %51, %52
store i32 %53, i32* %8
%54 = load i32, i32* %6
%55 = load i32, i32* %8
%56 = lshr i32 %55, 1
%57 = or i32 %54, %56
store i32 %57, i32* %9
%58 = load i32, i32* %9
%59 = xor i32 %58, -1
%60 = load i32, i32* %8
%61 = or i32 %59, %60
store i32 %61, i32* %10
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sub i32 %62, 1
%64 = xor i32 %63, -1
%65 = load i32, i32* %10
%66 = and i32 %65, %64
store i32 %66, i32* %10
%67 = load i32, i32* %6
%68 = sub i32 %67, 1
%69 = load i32, i32* %10
%70 = and i32 %69, %68
store i32 %70, i32* %10
%71 = load i32, i32* %4
%72 = load i32, i32* %10
%73 = or i32 %71, %72
store i32 %73, i32* %2
br label %74
74: ; preds = %45, %43
%75 = load i32, i32* %2
ret i32 %75
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @next_smallest(i32 %0) {
%2 = icmp ne i32 %0, 0
%3 = zext i1 %2 to i32
%4 = tail call i32 @assert(i32 %3)
%5 = add i32 %0, 1
%6 = and i32 %5, %0
%7 = icmp ne i32 %6, 0
%8 = zext i1 %7 to i32
%9 = tail call i32 @assert(i32 %8)
%10 = icmp eq i32 %6, %0
%11 = add i32 %6, -1
%12 = sub i32 0, %6
%13 = and i32 %6, %12
%14 = lshr exact i32 %13, 1
%15 = and i32 %11, %6
%16 = or i32 %15, %14
br i1 %10, label %30, label %17
17: ; preds = %1
%18 = xor i32 %0, -1
%19 = and i32 %5, %18
%20 = udiv i32 %14, %19
%21 = lshr i32 %20, 1
%22 = or i32 %21, %14
%23 = xor i32 %22, -1
%24 = or i32 %20, %23
%25 = sub nsw i32 0, %20
%26 = add nsw i32 %14, -1
%27 = and i32 %26, %25
%28 = and i32 %27, %24
%29 = or i32 %28, %16
br label %30
30: ; preds = %1, %17
%31 = phi i32 [ %29, %17 ], [ %16, %1 ]
ret i32 %31
}