#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 add(int, int);
int divideby3(int num) {
  int sum = 0;
  while (num > 3) {
    sum = add(num >> 2, sum);
    num = add(num >> 2, num & 3);
  }
  if (num == 3)
    sum = add(sum, 1);
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<divideby3>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x4(%rbp)
jle    1156 <divideby3+0x46>
mov    -0x4(%rbp),%edi
sar    $0x2,%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
call   1030 <add@plt>
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
sar    $0x2,%edi
mov    -0x4(%rbp),%esi
and    $0x3,%esi
call   1030 <add@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1122 <divideby3+0x12>
cmpl   $0x3,-0x4(%rbp)
jne    1170 <divideby3+0x60>
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    $0x1,%esi
call   1030 <add@plt>
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<divideby3>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%ebp
xor    %r14d,%r14d
cmp    $0x4,%edi
jl     1155 <divideby3+0x45>
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebp,%ebx
shr    $0x2,%ebx
mov    %ebx,%edi
mov    %r14d,%esi
call   1030 <add@plt>
mov    %eax,%r14d
and    $0x3,%ebp
mov    %ebx,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1030 <add@plt>
mov    %eax,%ebp
cmp    $0x3,%eax
jg     1130 <divideby3+0x20>
cmp    $0x3,%ebp
jne    116b <divideby3+0x5b>
mov    %r14d,%edi
mov    $0x1,%esi
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
jmp    1030 <add@plt>
mov    %r14d,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @divideby3(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
br label %4
4: ; preds = %7, %1
%5 = load i32, i32* %2
%6 = icmp sgt i32 %5, 3
br i1 %6, label %7, label %17
7: ; preds = %4
%8 = load i32, i32* %2
%9 = ashr i32 %8, 2
%10 = load i32, i32* %3
%11 = call i32 @add(i32 %9, i32 %10)
store i32 %11, i32* %3
%12 = load i32, i32* %2
%13 = ashr i32 %12, 2
%14 = load i32, i32* %2
%15 = and i32 %14, 3
%16 = call i32 @add(i32 %13, i32 %15)
store i32 %16, i32* %2
br label %4
17: ; preds = %4
%18 = load i32, i32* %2
%19 = icmp eq i32 %18, 3
br i1 %19, label %20, label %23
20: ; preds = %17
%21 = load i32, i32* %3
%22 = call i32 @add(i32 %21, i32 1)
store i32 %22, i32* %3
br label %23
23: ; preds = %20, %17
%24 = load i32, i32* %3
ret i32 %24
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @divideby3(i32 %0) {
%2 = icmp sgt i32 %0, 3
br i1 %2, label %3, label %11
3: ; preds = %1, %3
%4 = phi i32 [ %7, %3 ], [ 0, %1 ]
%5 = phi i32 [ %9, %3 ], [ %0, %1 ]
%6 = lshr i32 %5, 2
%7 = tail call i32 @add(i32 %6, i32 %4)
%8 = and i32 %5, 3
%9 = tail call i32 @add(i32 %6, i32 %8)
%10 = icmp sgt i32 %9, 3
br i1 %10, label %3, label %11
11: ; preds = %3, %1
%12 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %9, %3 ]
%13 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %7, %3 ]
%14 = icmp eq i32 %12, 3
br i1 %14, label %15, label %17
15: ; preds = %11
%16 = tail call i32 @add(i32 %13, i32 1)
br label %17
17: ; preds = %15, %11
%18 = phi i32 [ %16, %15 ], [ %13, %11 ]
ret i32 %18
}