#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 solve(int first, int second, int grid[][4], int newgrid[][4]) {
  int ret = -1, i, j, k = 0;
  int candidates[4] = {0};
  if (grid == NULL || newgrid == NULL)
    goto out;
  if (first < 0 || first > 16)
    goto out;
  if (second < 0 || second > 16)
    goto out;
  for (i = 0; i < 4; i++) {
    for (j = 0; j < 4; j++) {
      if (grid[first - 1][i] == newgrid[second - 1][j])
        candidates[k++] = grid[first - 1][i];
    }
  }
  if (k == 0)
    ret = -1;
  else if (k == 1)
    ret = candidates[0];
  else
    ret = 0;
out:
  return ret;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<solve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
movl   $0xffffffff,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
lea    -0x40(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0x10,%edx
call   1030 <memset@plt>
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
je     115a <solve+0x4a>
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    115f <solve+0x4f>
jmp    127d <solve+0x16d>
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jl     1173 <solve+0x63>
cmpl   $0x10,-0x4(%rbp)
jle    1178 <solve+0x68>
jmp    127d <solve+0x16d>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jl     118c <solve+0x7c>
cmpl   $0x10,-0x8(%rbp)
jle    1191 <solve+0x81>
jmp    127d <solve+0x16d>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x20(%rbp)
jge    1241 <solve+0x131>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x24(%rbp)
jge    122e <solve+0x11e>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x8(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
movslq %edx,%rdx
shl    $0x4,%rdx
add    %rdx,%rcx
movslq -0x24(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jne    121b <solve+0x10b>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x28(%rbp)
cltq
mov    %ecx,-0x40(%rbp,%rax,4)
jmp    1220 <solve+0x110>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11a9 <solve+0x99>
jmp    1233 <solve+0x123>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1198 <solve+0x88>
cmpl   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    1257 <solve+0x147>
movl   $0xffffffff,-0x1c(%rbp)
jmp    1278 <solve+0x168>
cmpl   $0x1,-0x28(%rbp)
jne    126c <solve+0x15c>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1273 <solve+0x163>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jmp    1278 <solve+0x168>
jmp    127d <solve+0x16d>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<solve>:
push   %r14
push   %rbx
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,-0x18(%rsp)
mov    $0xffffffff,%eax
cmp    $0x10,%esi
ja     12f8 <solve+0x1f8>
cmp    $0x10,%edi
ja     12f8 <solve+0x1f8>
test   %rdx,%rdx
je     12f8 <solve+0x1f8>
test   %rcx,%rcx
je     12f8 <solve+0x1f8>
movslq %edi,%r11
add    $0xffffffffffffffff,%r11
movslq %esi,%rbx
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
shl    $0x4,%r11
mov    (%rdx,%r11,1),%edi
shl    $0x4,%rbx
mov    (%rcx,%rbx,1),%r10d
xor    %esi,%esi
cmp    %r10d,%edi
jne    1162 <solve+0x62>
mov    %edi,-0x18(%rsp)
mov    $0x1,%esi
mov    0x4(%rcx,%rbx,1),%r8d
cmp    %r8d,%edi
jne    1177 <solve+0x77>
mov    %esi,%r9d
add    $0x1,%esi
mov    %edi,-0x18(%rsp,%r9,4)
mov    0x8(%rcx,%rbx,1),%r9d
cmp    %r9d,%edi
jne    118c <solve+0x8c>
mov    %esi,%r14d
add    $0x1,%esi
mov    %edi,-0x18(%rsp,%r14,4)
mov    0xc(%rcx,%rbx,1),%ecx
cmp    %ecx,%edi
jne    119d <solve+0x9d>
mov    %esi,%ebx
add    $0x1,%esi
mov    %edi,-0x18(%rsp,%rbx,4)
mov    0x4(%rdx,%r11,1),%edi
cmp    %r10d,%edi
je     122c <solve+0x12c>
cmp    %r8d,%edi
je     123f <solve+0x13f>
cmp    %r9d,%edi
je     1252 <solve+0x152>
cmp    %ecx,%edi
jne    11ca <solve+0xca>
mov    %esi,%edi
add    $0x1,%esi
mov    %ecx,-0x18(%rsp,%rdi,4)
mov    0x8(%rdx,%r11,1),%edi
cmp    %r10d,%edi
je     1269 <solve+0x169>
cmp    %r8d,%edi
je     127c <solve+0x17c>
cmp    %r9d,%edi
je     128f <solve+0x18f>
cmp    %ecx,%edi
jne    11f7 <solve+0xf7>
mov    %esi,%edi
add    $0x1,%esi
mov    %ecx,-0x18(%rsp,%rdi,4)
mov    0xc(%rdx,%r11,1),%edx
cmp    %r10d,%edx
je     12a6 <solve+0x1a6>
cmp    %r8d,%edx
je     12b9 <solve+0x1b9>
cmp    %r9d,%edx
je     12cc <solve+0x1cc>
cmp    %ecx,%edx
je     12de <solve+0x1de>
test   %esi,%esi
jne    12eb <solve+0x1eb>
jmp    12f8 <solve+0x1f8>
mov    %esi,%ebx
add    $0x1,%esi
mov    %r10d,-0x18(%rsp,%rbx,4)
cmp    %r8d,%edi
jne    11b4 <solve+0xb4>
mov    %esi,%ebx
add    $0x1,%esi
mov    %r8d,-0x18(%rsp,%rbx,4)
cmp    %r9d,%edi
jne    11bd <solve+0xbd>
mov    %esi,%ebx
add    $0x1,%esi
mov    %r9d,-0x18(%rsp,%rbx,4)
cmp    %ecx,%edi
je     11c1 <solve+0xc1>
jmp    11ca <solve+0xca>
mov    %esi,%ebx
add    $0x1,%esi
mov    %r10d,-0x18(%rsp,%rbx,4)
cmp    %r8d,%edi
jne    11e1 <solve+0xe1>
mov    %esi,%ebx
add    $0x1,%esi
mov    %r8d,-0x18(%rsp,%rbx,4)
cmp    %r9d,%edi
jne    11ea <solve+0xea>
mov    %esi,%ebx
add    $0x1,%esi
mov    %r9d,-0x18(%rsp,%rbx,4)
cmp    %ecx,%edi
je     11ee <solve+0xee>
jmp    11f7 <solve+0xf7>
mov    %esi,%edi
add    $0x1,%esi
mov    %r10d,-0x18(%rsp,%rdi,4)
cmp    %r8d,%edx
jne    120e <solve+0x10e>
mov    %esi,%edi
add    $0x1,%esi
mov    %r8d,-0x18(%rsp,%rdi,4)
cmp    %r9d,%edx
jne    1217 <solve+0x117>
mov    %esi,%edi
add    $0x1,%esi
mov    %r9d,-0x18(%rsp,%rdi,4)
cmp    %ecx,%edx
jne    121f <solve+0x11f>
mov    %esi,%edx
add    $0x1,%esi
mov    %ecx,-0x18(%rsp,%rdx,4)
test   %esi,%esi
je     12f8 <solve+0x1f8>
cmp    $0x1,%esi
jne    12f6 <solve+0x1f6>
mov    -0x18(%rsp),%eax
jmp    12f8 <solve+0x1f8>
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @solve(i32 %0, i32 %1, [4 x i32]* %2, [4 x i32]* %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca [4 x i32]*
%8 = alloca [4 x i32]*
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca [4 x i32]
store i32 %0, i32* %5
store i32 %1, i32* %6
store [4 x i32]* %2, [4 x i32]** %7
store [4 x i32]* %3, [4 x i32]** %8
store i32 -1, i32* %9
store i32 0, i32* %12
%14 = bitcast [4 x i32]* %13 to i8*
%15 = load [4 x i32]*, [4 x i32]** %7
%16 = icmp eq [4 x i32]* %15, null
br i1 %16, label %20, label %17
17: ; preds = %4
%18 = load [4 x i32]*, [4 x i32]** %8
%19 = icmp eq [4 x i32]* %18, null
br i1 %19, label %20, label %21
20: ; preds = %17, %4
br label %98
21: ; preds = %17
%22 = load i32, i32* %5
%23 = icmp slt i32 %22, 0
br i1 %23, label %27, label %24
24: ; preds = %21
%25 = load i32, i32* %5
%26 = icmp sgt i32 %25, 16
br i1 %26, label %27, label %28
27: ; preds = %24, %21
br label %98
28: ; preds = %24
%29 = load i32, i32* %6
%30 = icmp slt i32 %29, 0
br i1 %30, label %34, label %31
31: ; preds = %28
%32 = load i32, i32* %6
%33 = icmp sgt i32 %32, 16
br i1 %33, label %34, label %35
34: ; preds = %31, %28
br label %98
35: ; preds = %31
store i32 0, i32* %10
br label %36
36: ; preds = %82, %35
%37 = load i32, i32* %10
%38 = icmp slt i32 %37, 4
br i1 %38, label %39, label %85
39: ; preds = %36
store i32 0, i32* %11
br label %40
40: ; preds = %78, %39
%41 = load i32, i32* %11
%42 = icmp slt i32 %41, 4
br i1 %42, label %43, label %81
43: ; preds = %40
%44 = load [4 x i32]*, [4 x i32]** %7
%45 = load i32, i32* %5
%46 = sub nsw i32 %45, 1
%47 = sext i32 %46 to i64
%48 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %44, i64 %47
%49 = load i32, i32* %10
%50 = sext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %48, i64 0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = load [4 x i32]*, [4 x i32]** %8
%54 = load i32, i32* %6
%55 = sub nsw i32 %54, 1
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %53, i64 %56
%58 = load i32, i32* %11
%59 = sext i32 %58 to i64
%60 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %57, i64 0, i64 %59
%61 = load i32, i32* %60
%62 = icmp eq i32 %52, %61
br i1 %62, label %63, label %77
63: ; preds = %43
%64 = load [4 x i32]*, [4 x i32]** %7
%65 = load i32, i32* %5
%66 = sub nsw i32 %65, 1
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %64, i64 %67
%69 = load i32, i32* %10
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %68, i64 0, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32, i32* %12
%74 = add nsw i32 %73, 1
store i32 %74, i32* %12
%75 = sext i32 %73 to i64
%76 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %13, i64 0, i64 %75
store i32 %72, i32* %76
br label %77
77: ; preds = %63, %43
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %11
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %11
br label %40
81: ; preds = %40
br label %82
82: ; preds = %81
%83 = load i32, i32* %10
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %10
br label %36
85: ; preds = %36
%86 = load i32, i32* %12
%87 = icmp eq i32 %86, 0
br i1 %87, label %88, label %89
88: ; preds = %85
store i32 -1, i32* %9
br label %97
89: ; preds = %85
%90 = load i32, i32* %12
%91 = icmp eq i32 %90, 1
br i1 %91, label %92, label %95
92: ; preds = %89
%93 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %13, i64 0, i64 0
%94 = load i32, i32* %93
store i32 %94, i32* %9
br label %96
95: ; preds = %89
store i32 0, i32* %9
br label %96
96: ; preds = %95, %92
br label %97
97: ; preds = %96, %88
br label %98
98: ; preds = %97, %34, %27, %20
%99 = load i32, i32* %9
ret i32 %99
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @solve(i32 %0, i32 %1, [4 x i32]* %2, [4 x i32]* %3) {
%5 = alloca [4 x i32]
%6 = bitcast [4 x i32]* %5 to i8*
%7 = icmp eq [4 x i32]* %2, null
%8 = icmp eq [4 x i32]* %3, null
%9 = or i1 %7, %8
%10 = icmp ugt i32 %0, 16
%11 = or i1 %10, %9
%12 = icmp ugt i32 %1, 16
%13 = or i1 %12, %11
br i1 %13, label %149, label %14
14: ; preds = %4
%15 = add nsw i32 %0, -1
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = add nsw i32 %1, -1
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 %16, i64 0
%20 = load i32, i32* %19
%21 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 %18, i64 0
%22 = load i32, i32* %21
%23 = icmp eq i32 %20, %22
br i1 %23, label %24, label %26
24: ; preds = %14
%25 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 0
store i32 %20, i32* %25
br label %26
26: ; preds = %14, %24
%27 = phi i32 [ 1, %24 ], [ 0, %14 ]
%28 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 %18, i64 1
%29 = load i32, i32* %28
%30 = icmp eq i32 %20, %29
br i1 %30, label %31, label %35
31: ; preds = %26
%32 = add nuw nsw i32 %27, 1
%33 = zext i32 %27 to i64
%34 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %33
store i32 %20, i32* %34
br label %35
35: ; preds = %31, %26
%36 = phi i32 [ %32, %31 ], [ %27, %26 ]
%37 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 %18, i64 2
%38 = load i32, i32* %37
%39 = icmp eq i32 %20, %38
br i1 %39, label %40, label %44
40: ; preds = %35
%41 = add nuw nsw i32 %36, 1
%42 = zext i32 %36 to i64
%43 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %42
store i32 %20, i32* %43
br label %44
44: ; preds = %40, %35
%45 = phi i32 [ %41, %40 ], [ %36, %35 ]
%46 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %3, i64 %18, i64 3
%47 = load i32, i32* %46
%48 = icmp eq i32 %20, %47
br i1 %48, label %49, label %53
49: ; preds = %44
%50 = add nuw nsw i32 %45, 1
%51 = zext i32 %45 to i64
%52 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %51
store i32 %20, i32* %52
br label %53
53: ; preds = %49, %44
%54 = phi i32 [ %50, %49 ], [ %45, %44 ]
%55 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 %16, i64 1
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp eq i32 %56, %22
br i1 %57, label %58, label %62
58: ; preds = %53
%59 = add nuw nsw i32 %54, 1
%60 = zext i32 %54 to i64
%61 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %60
store i32 %22, i32* %61
br label %62
62: ; preds = %58, %53
%63 = phi i32 [ %59, %58 ], [ %54, %53 ]
%64 = icmp eq i32 %56, %29
br i1 %64, label %65, label %69
65: ; preds = %62
%66 = add nuw nsw i32 %63, 1
%67 = zext i32 %63 to i64
%68 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %67
store i32 %29, i32* %68
br label %69
69: ; preds = %65, %62
%70 = phi i32 [ %66, %65 ], [ %63, %62 ]
%71 = icmp eq i32 %56, %38
br i1 %71, label %72, label %76
72: ; preds = %69
%73 = add nuw nsw i32 %70, 1
%74 = zext i32 %70 to i64
%75 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %74
store i32 %38, i32* %75
br label %76
76: ; preds = %72, %69
%77 = phi i32 [ %73, %72 ], [ %70, %69 ]
%78 = icmp eq i32 %56, %47
br i1 %78, label %79, label %83
79: ; preds = %76
%80 = add nuw nsw i32 %77, 1
%81 = zext i32 %77 to i64
%82 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %81
store i32 %47, i32* %82
br label %83
83: ; preds = %79, %76
%84 = phi i32 [ %80, %79 ], [ %77, %76 ]
%85 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 %16, i64 2
%86 = load i32, i32* %85
%87 = icmp eq i32 %86, %22
br i1 %87, label %88, label %92
88: ; preds = %83
%89 = add nuw nsw i32 %84, 1
%90 = zext i32 %84 to i64
%91 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %90
store i32 %22, i32* %91
br label %92
92: ; preds = %88, %83
%93 = phi i32 [ %89, %88 ], [ %84, %83 ]
%94 = icmp eq i32 %86, %29
br i1 %94, label %95, label %99
95: ; preds = %92
%96 = add nuw nsw i32 %93, 1
%97 = zext i32 %93 to i64
%98 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %97
store i32 %29, i32* %98
br label %99
99: ; preds = %95, %92
%100 = phi i32 [ %96, %95 ], [ %93, %92 ]
%101 = icmp eq i32 %86, %38
br i1 %101, label %102, label %106
102: ; preds = %99
%103 = add nuw nsw i32 %100, 1
%104 = zext i32 %100 to i64
%105 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %104
store i32 %38, i32* %105
br label %106
106: ; preds = %102, %99
%107 = phi i32 [ %103, %102 ], [ %100, %99 ]
%108 = icmp eq i32 %86, %47
br i1 %108, label %109, label %113
109: ; preds = %106
%110 = add nuw nsw i32 %107, 1
%111 = zext i32 %107 to i64
%112 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %111
store i32 %47, i32* %112
br label %113
113: ; preds = %109, %106
%114 = phi i32 [ %110, %109 ], [ %107, %106 ]
%115 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %2, i64 %16, i64 3
%116 = load i32, i32* %115
%117 = icmp eq i32 %116, %22
br i1 %117, label %118, label %122
118: ; preds = %113
%119 = add nuw nsw i32 %114, 1
%120 = zext i32 %114 to i64
%121 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %120
store i32 %22, i32* %121
br label %122
122: ; preds = %118, %113
%123 = phi i32 [ %119, %118 ], [ %114, %113 ]
%124 = icmp eq i32 %116, %29
br i1 %124, label %125, label %129
125: ; preds = %122
%126 = add nuw nsw i32 %123, 1
%127 = zext i32 %123 to i64
%128 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %127
store i32 %29, i32* %128
br label %129
129: ; preds = %125, %122
%130 = phi i32 [ %126, %125 ], [ %123, %122 ]
%131 = icmp eq i32 %116, %38
br i1 %131, label %132, label %136
132: ; preds = %129
%133 = add nuw nsw i32 %130, 1
%134 = zext i32 %130 to i64
%135 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %134
store i32 %38, i32* %135
br label %136
136: ; preds = %132, %129
%137 = phi i32 [ %133, %132 ], [ %130, %129 ]
%138 = icmp eq i32 %116, %47
br i1 %138, label %139, label %143
139: ; preds = %136
%140 = add nuw nsw i32 %137, 1
%141 = zext i32 %137 to i64
%142 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 %141
store i32 %47, i32* %142
br label %143
143: ; preds = %139, %136
%144 = phi i32 [ %140, %139 ], [ %137, %136 ]
switch i32 %144, label %148 [
i32 0, label %149
i32 1, label %145
]
145: ; preds = %143
%146 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%147 = load i32, i32* %146
br label %149
148: ; preds = %143
br label %149
149: ; preds = %143, %148, %145, %4
%150 = phi i32 [ -1, %4 ], [ %147, %145 ], [ 0, %148 ], [ -1, %143 ]
ret i32 %150
}