int *assign_gap_codes(int *seq, int len) {
  int i;
  if (seq[0] < 0 && seq[1] < 0) {
    seq[0] = -2;
  }
  for (i = 1; i < len; i++) {
    if (seq[i - 1] < 0 && seq[i] < 0) {
      seq[i] = -2;
    }
    if (seq[i - 1] < 0 && seq[i] >= 0) {
      seq[i - 1] = -1;
    }
  }
  i = 0;
  while (seq[i] < 0) {
    if (seq[i] == -2) {
      seq[i] = -3;
    }
    i++;
  }
  i = len - 1;
  while (seq[i] < 0) {
    if (seq[i] == -2) {
      seq[i] = -3;
    }
    i--;
  }
  return seq;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<assign_gap_codes>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,(%rax)
jge    1130 <assign_gap_codes+0x30>
mov    -0x8(%rbp),%rax
cmpl   $0x0,0x4(%rax)
jge    1130 <assign_gap_codes+0x30>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movl   $0xfffffffe,(%rax)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11cb <assign_gap_codes+0xcb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    117b <assign_gap_codes+0x7b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    117b <assign_gap_codes+0x7b>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movl   $0xfffffffe,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    11b8 <assign_gap_codes+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jl     11b8 <assign_gap_codes+0xb8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
movl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
jmp    11bd <assign_gap_codes+0xbd>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1137 <assign_gap_codes+0x37>
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    1213 <assign_gap_codes+0x113>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0xfffffffe,(%rax,%rcx,4)
jne    1205 <assign_gap_codes+0x105>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movl   $0xfffffffd,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11d2 <assign_gap_codes+0xd2>
mov    -0xc(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jge    125d <assign_gap_codes+0x15d>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
cmpl   $0xfffffffe,(%rax,%rcx,4)
jne    124f <assign_gap_codes+0x14f>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movl   $0xfffffffd,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    121c <assign_gap_codes+0x11c>
mov    -0x8(%rbp),%rax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<assign_gap_codes>:
mov    %rdi,%rax
mov    (%rdi),%ecx
test   %ecx,%ecx
jns    1113 <assign_gap_codes+0x13>
cmpl   $0x0,0x4(%rax)
js     11d8 <assign_gap_codes+0xd8>
cmp    $0x2,%esi
jl     116f <assign_gap_codes+0x6f>
mov    %esi,%edx
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
xor    %edi,%edi
test   %ecx,%ecx
jns    113e <assign_gap_codes+0x3e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
cmpl   $0x0,0x4(%rax,%rdi,4)
js     1160 <assign_gap_codes+0x60>
movl   $0xffffffff,(%rax,%rdi,4)
cmp    %rdi,%rdx
je     116d <assign_gap_codes+0x6d>
mov    0x4(%rax,%rdi,4),%ecx
add    $0x1,%rdi
test   %ecx,%ecx
jns    113e <assign_gap_codes+0x3e>
jmp    1130 <assign_gap_codes+0x30>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movl   $0xfffffffe,0x4(%rax,%rdi,4)
ff
cmp    %rdi,%rdx
jne    1143 <assign_gap_codes+0x43>
mov    (%rax),%ecx
test   %ecx,%ecx
js     117f <assign_gap_codes+0x7f>
movslq %esi,%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%edx
test   %edx,%edx
js     11a8 <assign_gap_codes+0xa8>
ret
lea    0x4(%rax),%rdx
jmp    119a <assign_gap_codes+0x9a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    (%rdx),%ecx
add    $0x4,%rdx
test   %ecx,%ecx
jns    1173 <assign_gap_codes+0x73>
cmp    $0xfffffffe,%ecx
jne    1190 <assign_gap_codes+0x90>
movl   $0xfffffffd,-0x4(%rdx)
jmp    1190 <assign_gap_codes+0x90>
lea    (%rax,%rcx,4),%rcx
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
jmp    11cb <assign_gap_codes+0xcb>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    -0x4(%rcx),%edx
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
test   %edx,%edx
jns    117e <assign_gap_codes+0x7e>
cmp    $0xfffffffe,%edx
jne    11c0 <assign_gap_codes+0xc0>
movl   $0xfffffffd,(%rcx)
jmp    11c0 <assign_gap_codes+0xc0>
movl   $0xfffffffe,(%rax)
mov    $0xfffffffe,%ecx
cmp    $0x2,%esi
jge    1118 <assign_gap_codes+0x18>
jmp    116f <assign_gap_codes+0x6f>

LLVM IR (-O0):
define i32* @assign_gap_codes(i32* %0, i32 %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32* %0, i32** %3
store i32 %1, i32* %4
%6 = load i32*, i32** %3
%7 = getelementptr inbounds i32, i32* %6, i64 0
%8 = load i32, i32* %7
%9 = icmp slt i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %18
10: ; preds = %2
%11 = load i32*, i32** %3
%12 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 1
%13 = load i32, i32* %12
%14 = icmp slt i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %18
15: ; preds = %10
%16 = load i32*, i32** %3
%17 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 0
store i32 -2, i32* %17
br label %18
18: ; preds = %15, %10, %2
store i32 1, i32* %5
br label %19
19: ; preds = %65, %18
%20 = load i32, i32* %5
%21 = load i32, i32* %4
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %68
23: ; preds = %19
%24 = load i32*, i32** %3
%25 = load i32, i32* %5
%26 = sub nsw i32 %25, 1
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %24, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp slt i32 %29, 0
br i1 %30, label %31, label %43
31: ; preds = %23
%32 = load i32*, i32** %3
%33 = load i32, i32* %5
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %32, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = icmp slt i32 %36, 0
br i1 %37, label %38, label %43
38: ; preds = %31
%39 = load i32*, i32** %3
%40 = load i32, i32* %5
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %41
store i32 -2, i32* %42
br label %43
43: ; preds = %38, %31, %23
%44 = load i32*, i32** %3
%45 = load i32, i32* %5
%46 = sub nsw i32 %45, 1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %47
%49 = load i32, i32* %48
%50 = icmp slt i32 %49, 0
br i1 %50, label %51, label %64
51: ; preds = %43
%52 = load i32*, i32** %3
%53 = load i32, i32* %5
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i32, i32* %52, i64 %54
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp sge i32 %56, 0
br i1 %57, label %58, label %64
58: ; preds = %51
%59 = load i32*, i32** %3
%60 = load i32, i32* %5
%61 = sub nsw i32 %60, 1
%62 = sext i32 %61 to i64
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %59, i64 %62
store i32 -1, i32* %63
br label %64
64: ; preds = %58, %51, %43
br label %65
65: ; preds = %64
%66 = load i32, i32* %5
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %5
br label %19
68: ; preds = %19
store i32 0, i32* %5
br label %69
69: ; preds = %88, %68
%70 = load i32*, i32** %3
%71 = load i32, i32* %5
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %70, i64 %72
%74 = load i32, i32* %73
%75 = icmp slt i32 %74, 0
br i1 %75, label %76, label %91
76: ; preds = %69
%77 = load i32*, i32** %3
%78 = load i32, i32* %5
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %77, i64 %79
%81 = load i32, i32* %80
%82 = icmp eq i32 %81, -2
br i1 %82, label %83, label %88
83: ; preds = %76
%84 = load i32*, i32** %3
%85 = load i32, i32* %5
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %86
store i32 -3, i32* %87
br label %88
88: ; preds = %83, %76
%89 = load i32, i32* %5
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %5
br label %69
91: ; preds = %69
%92 = load i32, i32* %4
%93 = sub nsw i32 %92, 1
store i32 %93, i32* %5
br label %94
94: ; preds = %113, %91
%95 = load i32*, i32** %3
%96 = load i32, i32* %5
%97 = sext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %95, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = icmp slt i32 %99, 0
br i1 %100, label %101, label %116
101: ; preds = %94
%102 = load i32*, i32** %3
%103 = load i32, i32* %5
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %102, i64 %104
%106 = load i32, i32* %105
%107 = icmp eq i32 %106, -2
br i1 %107, label %108, label %113
108: ; preds = %101
%109 = load i32*, i32** %3
%110 = load i32, i32* %5
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 %111
store i32 -3, i32* %112
br label %113
113: ; preds = %108, %101
%114 = load i32, i32* %5
%115 = add nsw i32 %114, -1
store i32 %115, i32* %5
br label %94
116: ; preds = %94
%117 = load i32*, i32** %3
ret i32* %117
}

LLVM IR (-O2):
define i32* @assign_gap_codes(i32* returned %0, i32 %1) {
%3 = load i32, i32* %0
%4 = icmp slt i32 %3, 0
br i1 %4, label %5, label %10
5: ; preds = %2
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 1
%7 = load i32, i32* %6
%8 = icmp slt i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %5
store i32 -2, i32* %0
br label %10
10: ; preds = %9, %5, %2
%11 = phi i32 [ -2, %9 ], [ %3, %5 ], [ %3, %2 ]
%12 = icmp sgt i32 %1, 1
br i1 %12, label %13, label %17
13: ; preds = %10
%14 = zext i32 %1 to i64
br label %20
15: ; preds = %32
%16 = load i32, i32* %0
br label %17
17: ; preds = %15, %10
%18 = phi i32 [ %16, %15 ], [ %11, %10 ]
%19 = icmp slt i32 %18, 0
br i1 %19, label %44, label %38
20: ; preds = %35, %13
%21 = phi i32 [ %11, %13 ], [ %37, %35 ]
%22 = phi i64 [ 1, %13 ], [ %33, %35 ]
%23 = add nsw i64 %22, -1
%24 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %23
%25 = icmp slt i32 %21, 0
br i1 %25, label %26, label %32
26: ; preds = %20
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%28 = load i32, i32* %27
%29 = icmp slt i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %31
30: ; preds = %26
store i32 -2, i32* %27
br label %32
31: ; preds = %26
store i32 -1, i32* %24
br label %32
32: ; preds = %30, %20, %31
%33 = add nuw nsw i64 %22, 1
%34 = icmp eq i64 %33, %14
br i1 %34, label %15, label %35
35: ; preds = %32
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %22
%37 = load i32, i32* %36
br label %20
38: ; preds = %50, %17
%39 = add nsw i32 %1, -1
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
%43 = icmp slt i32 %42, 0
br i1 %43, label %55, label %66
44: ; preds = %17, %50
%45 = phi i64 [ %51, %50 ], [ 0, %17 ]
%46 = phi i32 [ %53, %50 ], [ %18, %17 ]
%47 = phi i32* [ %52, %50 ], [ %0, %17 ]
%48 = icmp eq i32 %46, -2
br i1 %48, label %49, label %50
49: ; preds = %44
store i32 -3, i32* %47
br label %50
50: ; preds = %49, %44
%51 = add nuw i64 %45, 1
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = icmp slt i32 %53, 0
br i1 %54, label %44, label %38
55: ; preds = %38, %61
%56 = phi i64 [ %62, %61 ], [ %40, %38 ]
%57 = phi i32 [ %64, %61 ], [ %42, %38 ]
%58 = phi i32* [ %63, %61 ], [ %41, %38 ]
%59 = icmp eq i32 %57, -2
br i1 %59, label %60, label %61
60: ; preds = %55
store i32 -3, i32* %58
br label %61
61: ; preds = %60, %55
%62 = add i64 %56, -1
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = icmp slt i32 %64, 0
br i1 %65, label %55, label %66
66: ; preds = %61, %38
ret i32* %0
}