#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 */
typedef int uint;

/* Variables and functions */
int bytes(int);
int fls(int);
int highbits(int, int);
int ipow(int);
uint vebsize(uint M) {
  if (M <= sizeof(uint) * 8)
    return bytes(M);
  uint k = fls(M - 1);
  uint m = highbits(M - 1, k / 2) + 1;
  uint n = ipow(k / 2);
  return 2 * bytes(k) + vebsize(m) + (m - 1) * vebsize(n) +
         vebsize(M - (m - 1) * n);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<vebsize>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
movslq -0x8(%rbp),%rax
cmp    $0x20,%rax
ja     1179 <vebsize+0x29>
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1030 <bytes@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1219 <vebsize+0xc9>
mov    -0x8(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
call   1050 <fls@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%esi
call   1070 <highbits@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
call   1060 <ipow@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
call   1030 <bytes@plt>
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%edi
call   1040 <vebsize@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%edi
call   1040 <vebsize@plt>
mov    -0x20(%rbp),%ecx
mov    %eax,%edx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
imul   -0x14(%rbp),%eax
sub    %eax,%edi
call   1040 <vebsize@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<vebsize>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r14d
xor    %r13d,%r13d
cmp    $0x21,%edi
jb     11dd <vebsize+0x8d>
xor    %r13d,%r13d
nopl   0x0(%rax)
lea    -0x1(%r14),%r15d
mov    %r15d,%edi
call   1050 <fls@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    %eax,%ebx
shr    $0x1f,%ebx
add    %eax,%ebx
sar    %ebx
mov    %r15d,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1070 <highbits@plt>
mov    %eax,%r15d
lea    0x1(%r15),%r12d
mov    %ebx,%edi
call   1060 <ipow@plt>
mov    %eax,%ebx
mov    %ebp,%edi
call   1030 <bytes@plt>
mov    %rax,(%rsp)
mov    %r12d,%edi
call   1040 <vebsize@plt>
mov    %eax,%ebp
mov    %ebx,%edi
call   1040 <vebsize@plt>
imul   %r15d,%eax
imul   %r15d,%ebx
sub    %ebx,%r14d
add    %r13d,%ebp
mov    (%rsp),%rcx
lea    0x0(%rbp,%rcx,2),%r13d
add    %eax,%r13d
cmp    $0x21,%r14d
jae    1170 <vebsize+0x20>
mov    %r14d,%edi
call   1030 <bytes@plt>
add    %r13d,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @vebsize(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%7 = load i32, i32* %3
%8 = sext i32 %7 to i64
%9 = icmp ule i64 %8, 32
br i1 %9, label %10, label %13
10: ; preds = %1
%11 = load i32, i32* %3
%12 = call i32 @bytes(i32 %11)
store i32 %12, i32* %2
br label %46
13: ; preds = %1
%14 = load i32, i32* %3
%15 = sub nsw i32 %14, 1
%16 = call i32 @fls(i32 %15)
store i32 %16, i32* %4
%17 = load i32, i32* %3
%18 = sub nsw i32 %17, 1
%19 = load i32, i32* %4
%20 = sdiv i32 %19, 2
%21 = call i32 @highbits(i32 %18, i32 %20)
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %5
%23 = load i32, i32* %4
%24 = sdiv i32 %23, 2
%25 = call i32 @ipow(i32 %24)
store i32 %25, i32* %6
%26 = load i32, i32* %4
%27 = call i32 @bytes(i32 %26)
%28 = mul nsw i32 2, %27
%29 = load i32, i32* %5
%30 = call i32 @vebsize(i32 %29)
%31 = add nsw i32 %28, %30
%32 = load i32, i32* %5
%33 = sub nsw i32 %32, 1
%34 = load i32, i32* %6
%35 = call i32 @vebsize(i32 %34)
%36 = mul nsw i32 %33, %35
%37 = add nsw i32 %31, %36
%38 = load i32, i32* %3
%39 = load i32, i32* %5
%40 = sub nsw i32 %39, 1
%41 = load i32, i32* %6
%42 = mul nsw i32 %40, %41
%43 = sub nsw i32 %38, %42
%44 = call i32 @vebsize(i32 %43)
%45 = add nsw i32 %37, %44
store i32 %45, i32* %2
br label %46
46: ; preds = %13, %10
%47 = load i32, i32* %2
ret i32 %47
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @vebsize(i32 %0) {
%2 = icmp ult i32 %0, 33
br i1 %2, label %3, label %8
3: ; preds = %8, %1
%4 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %26, %8 ]
%5 = phi i32 [ %0, %1 ], [ %23, %8 ]
%6 = tail call i32 @bytes(i32 %5)
%7 = add nsw i32 %6, %4
ret i32 %7
8: ; preds = %1, %8
%9 = phi i32 [ %23, %8 ], [ %0, %1 ]
%10 = phi i32 [ %26, %8 ], [ 0, %1 ]
%11 = add nsw i32 %9, -1
%12 = tail call i32 @fls(i32 %11)
%13 = sdiv i32 %12, 2
%14 = tail call i32 @highbits(i32 %11, i32 %13)
%15 = add nsw i32 %14, 1
%16 = tail call i32 @ipow(i32 %13)
%17 = tail call i32 @bytes(i32 %12)
%18 = shl nsw i32 %17, 1
%19 = tail call i32 @vebsize(i32 %15)
%20 = tail call i32 @vebsize(i32 %16)
%21 = mul nsw i32 %20, %14
%22 = mul nsw i32 %16, %14
%23 = sub nsw i32 %9, %22
%24 = add i32 %19, %10
%25 = add i32 %24, %18
%26 = add i32 %25, %21
%27 = icmp ult i32 %23, 33
br i1 %27, label %3, label %8
}