char is_valid(int s) {
  int sum = 0;
  for (; s; s >>= 2) {
    register int x = s & 3;
    if (x == 1)
      sum++;
    if (x == 2)
      sum--;
    if (x == 3 || sum < 0)
      return 0;
  }
  return sum == 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<is_valid>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1177 <is_valid+0x77>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0x3,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x10(%rbp)
jne    1134 <is_valid+0x34>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x2,-0x10(%rbp)
jne    1147 <is_valid+0x47>
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x10(%rbp)
je     115b <is_valid+0x5b>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
jge    1164 <is_valid+0x64>
movb   $0x0,-0x1(%rbp)
jmp    1186 <is_valid+0x86>
jmp    1169 <is_valid+0x69>
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    110e <is_valid+0xe>
cmpl   $0x0,-0xc(%rbp)
sete   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %al,-0x1(%rbp)
movsbl -0x1(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<is_valid>:
test   %edi,%edi
je     114e <is_valid+0x4e>
xor    %ecx,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %edi,%edx
and    $0x3,%edx
xor    %esi,%esi
cmp    $0x1,%edx
sete   %r9b
xor    %r10d,%r10d
cmp    $0x2,%edx
sete   %r8b
xor    %eax,%eax
cmp    $0x3,%edx
je     114d <is_valid+0x4d>
mov    %r9b,%sil
add    %esi,%ecx
mov    %r8b,%r10b
sub    %r10d,%ecx
js     114d <is_valid+0x4d>
mov    %edi,%eax
sar    $0x2,%eax
cmp    $0x4,%edi
mov    %eax,%edi
jae    1110 <is_valid+0x10>
test   %ecx,%ecx
sete   %al
ret
mov    $0x1,%al
ret

LLVM IR (-O0):
define signext i8 @is_valid(i32 %0) {
%2 = alloca i8
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
br label %6
6: ; preds = %31, %1
%7 = load i32, i32* %3
%8 = icmp ne i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %34
9: ; preds = %6
%10 = load i32, i32* %3
%11 = and i32 %10, 3
store i32 %11, i32* %5
%12 = load i32, i32* %5
%13 = icmp eq i32 %12, 1
br i1 %13, label %14, label %17
14: ; preds = %9
%15 = load i32, i32* %4
%16 = add nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %4
br label %17
17: ; preds = %14, %9
%18 = load i32, i32* %5
%19 = icmp eq i32 %18, 2
br i1 %19, label %20, label %23
20: ; preds = %17
%21 = load i32, i32* %4
%22 = add nsw i32 %21, -1
store i32 %22, i32* %4
br label %23
23: ; preds = %20, %17
%24 = load i32, i32* %5
%25 = icmp eq i32 %24, 3
br i1 %25, label %29, label %26
26: ; preds = %23
%27 = load i32, i32* %4
%28 = icmp slt i32 %27, 0
br i1 %28, label %29, label %30
29: ; preds = %26, %23
store i8 0, i8* %2
br label %39
30: ; preds = %26
br label %31
31: ; preds = %30
%32 = load i32, i32* %3
%33 = ashr i32 %32, 2
store i32 %33, i32* %3
br label %6
34: ; preds = %6
%35 = load i32, i32* %4
%36 = icmp eq i32 %35, 0
%37 = zext i1 %36 to i32
%38 = trunc i32 %37 to i8
store i8 %38, i8* %2
br label %39
39: ; preds = %34, %29
%40 = load i8, i8* %2
ret i8 %40
}

LLVM IR (-O2):
define signext i8 @is_valid(i32 %0) {
%2 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %2, label %22, label %6
3: ; preds = %6
%4 = ashr i32 %8, 2
%5 = icmp ult i32 %8, 4
br i1 %5, label %19, label %6
6: ; preds = %1, %3
%7 = phi i32 [ %15, %3 ], [ 0, %1 ]
%8 = phi i32 [ %4, %3 ], [ %0, %1 ]
%9 = and i32 %8, 3
%10 = icmp eq i32 %9, 1
%11 = zext i1 %10 to i32
%12 = add nuw nsw i32 %7, %11
%13 = icmp eq i32 %9, 2
%14 = sext i1 %13 to i32
%15 = add nsw i32 %12, %14
%16 = icmp eq i32 %9, 3
%17 = icmp slt i32 %15, 0
%18 = select i1 %16, i1 true, i1 %17
br i1 %18, label %22, label %3
19: ; preds = %3
%20 = icmp eq i32 %15, 0
%21 = zext i1 %20 to i8
br label %22
22: ; preds = %6, %1, %19
%23 = phi i8 [ 1, %1 ], [ %21, %19 ], [ 0, %6 ]
ret i8 %23
}