#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 size_t int64_t;

/* Variables and functions */
int /*<<< orphan*/ assert(int);
int compute_levels(int64_t *level, int64_t nv, const int64_t *restrict bfs_tree,
                   int64_t root) {
  int err = 0;
  {
    int terr;
    int64_t k;

    for (k = 0; k < nv; ++k)
      level[k] = (k == root ? 0 : -1);

    for (k = 0; k < nv; ++k) {
      if (level[k] >= 0)
        continue;
      terr = err;
      if (!terr && bfs_tree[k] >= 0 && k != root) {
        int64_t parent = k;
        int64_t nhop = 0;
        while (parent >= 0 && level[parent] < 0 && nhop < nv) {
          assert(parent != bfs_tree[parent]);
          parent = bfs_tree[parent];
          ++nhop;
        }
        if (nhop >= nv)
          terr = -1;
        if (parent < 0)
          terr = -2;
        if (!terr) {
          nhop += level[parent];
          parent = k;
          while (level[parent] < 0) {
            assert(nhop > 0);
            level[parent] = nhop--;
            parent = bfs_tree[parent];
          }
          assert(nhop == level[parent]);
          nhop = 0;
          parent = k;
          int64_t lastlvl = level[k] + 1;
          while (level[parent] > 0) {
            assert(lastlvl == 1 + level[parent]);
            lastlvl = level[parent];
            parent = bfs_tree[parent];
            ++nhop;
          }
        }
      }
      if (terr) {
        err = terr;
        ;
      }
    }
  }
  return err;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<compute_levels>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    117a <compute_levels+0x6a>
mov    -0x30(%rbp),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rsi
mov    $0xffffffff,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    %rsi,%rdx
cmove  %ecx,%eax
movslq %eax,%rdx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1137 <compute_levels+0x27>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    13e8 <compute_levels+0x2d8>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
jb     11a8 <compute_levels+0x98>
jmp    13d7 <compute_levels+0x2c7>
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    13c2 <compute_levels+0x2b2>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
jb     13c2 <compute_levels+0x2b2>
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
je     13c2 <compute_levels+0x2b2>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    %al,-0x49(%rbp)
jb     121f <compute_levels+0x10f>
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rdx
xor    %eax,%eax
cmpq   $0x0,(%rcx,%rdx,8)
mov    %al,-0x49(%rbp)
jae    121f <compute_levels+0x10f>
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
setb   %al
mov    %al,-0x49(%rbp)
mov    -0x49(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    122f <compute_levels+0x11f>
jmp    126d <compute_levels+0x15d>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    11e9 <compute_levels+0xd9>
mov    -0x40(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jb     1282 <compute_levels+0x172>
movl   $0xffffffff,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x38(%rbp)
jae    1294 <compute_levels+0x184>
movl   $0xfffffffe,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    13bd <compute_levels+0x2ad>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
add    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
jae    130f <compute_levels+0x1ff>
cmpq   $0x0,-0x40(%rbp)
seta   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x40(%rbp),%rdx
mov    %rdx,%rax
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    12ba <compute_levels+0x1aa>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,8),%rax
sete   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
movq   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
cmpq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
jbe    13b8 <compute_levels+0x2a8>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,8),%rcx
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
sete   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    1350 <compute_levels+0x240>
jmp    13bd <compute_levels+0x2ad>
jmp    13c2 <compute_levels+0x2b2>
cmpl   $0x0,-0x28(%rbp)
je     13d2 <compute_levels+0x2c2>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    13d7 <compute_levels+0x2c7>
mov    -0x30(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1182 <compute_levels+0x72>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<compute_levels>:
test   %rsi,%rsi
je     11b9 <compute_levels+0xb9>
lea    -0x1(%rsi),%rdx
mov    %esi,%r8d
and    $0x3,%r8d
cmp    $0x3,%rdx
jae    111e <compute_levels+0x1e>
xor    %edx,%edx
jmp    1184 <compute_levels+0x84>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %eax,%eax
cmp    %rdx,%rcx
setne  %al
neg    %rax
mov    %rax,(%rdi,%rdx,8)
lea    0x1(%rdx),%r9
xor    %eax,%eax
cmp    %rcx,%r9
setne  %al
neg    %rax
mov    %rax,0x8(%rdi,%rdx,8)
lea    0x2(%rdx),%r9
xor    %eax,%eax
cmp    %rcx,%r9
setne  %al
neg    %rax
mov    %rax,0x10(%rdi,%rdx,8)
lea    0x3(%rdx),%r9
xor    %eax,%eax
cmp    %rcx,%r9
setne  %al
neg    %rax
mov    %rax,0x18(%rdi,%rdx,8)
add    $0x4,%rdx
cmp    %rsi,%rdx
jne    1130 <compute_levels+0x30>
test   %r8,%r8
je     11b9 <compute_levels+0xb9>
lea    (%rdi,%rdx,8),%rsi
sub    %rdx,%rcx
xor    %edx,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
xor    %edi,%edi
cmp    %rdx,%rcx
setne  %dil
neg    %rdi
mov    %rdi,(%rsi,%rdx,8)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r8
jne    11a0 <compute_levels+0xa0>
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @compute_levels(i64* %0, i64 %1, i64* noalias %2, i64 %3) {
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i64
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i64
store i64* %0, i64** %5
store i64 %1, i64* %6
store i64* %2, i64** %7
store i64 %3, i64* %8
store i32 0, i32* %9
store i64 0, i64* %11
br label %15
15: ; preds = %29, %4
%16 = load i64, i64* %11
%17 = load i64, i64* %6
%18 = icmp ult i64 %16, %17
br i1 %18, label %19, label %32
19: ; preds = %15
%20 = load i64, i64* %11
%21 = load i64, i64* %8
%22 = icmp eq i64 %20, %21
%23 = zext i1 %22 to i64
%24 = select i1 %22, i32 0, i32 -1
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = load i64*, i64** %5
%27 = load i64, i64* %11
%28 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %27
store i64 %25, i64* %28
br label %29
29: ; preds = %19
%30 = load i64, i64* %11
%31 = add i64 %30, 1
store i64 %31, i64* %11
br label %15
32: ; preds = %15
store i64 0, i64* %11
br label %33
33: ; preds = %179, %32
%34 = load i64, i64* %11
%35 = load i64, i64* %6
%36 = icmp ult i64 %34, %35
br i1 %36, label %37, label %182
37: ; preds = %33
%38 = load i64*, i64** %5
%39 = load i64, i64* %11
%40 = getelementptr inbounds i64, i64* %38, i64 %39
%41 = load i64, i64* %40
%42 = icmp uge i64 %41, 0
br i1 %42, label %43, label %44
43: ; preds = %37
br label %179
44: ; preds = %37
%45 = load i32, i32* %9
store i32 %45, i32* %10
%46 = load i32, i32* %10
%47 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %47, label %173, label %48
48: ; preds = %44
%49 = load i64*, i64** %7
%50 = load i64, i64* %11
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %49, i64 %50
%52 = load i64, i64* %51
%53 = icmp uge i64 %52, 0
br i1 %53, label %54, label %173
54: ; preds = %48
%55 = load i64, i64* %11
%56 = load i64, i64* %8
%57 = icmp ne i64 %55, %56
br i1 %57, label %58, label %173
58: ; preds = %54
%59 = load i64, i64* %11
store i64 %59, i64* %12
store i64 0, i64* %13
br label %60
60: ; preds = %75, %58
%61 = load i64, i64* %12
%62 = icmp uge i64 %61, 0
br i1 %62, label %63, label %73
63: ; preds = %60
%64 = load i64*, i64** %5
%65 = load i64, i64* %12
%66 = getelementptr inbounds i64, i64* %64, i64 %65
%67 = load i64, i64* %66
%68 = icmp ult i64 %67, 0
br i1 %68, label %69, label %73
69: ; preds = %63
%70 = load i64, i64* %13
%71 = load i64, i64* %6
%72 = icmp ult i64 %70, %71
br label %73
73: ; preds = %69, %63, %60
%74 = phi i1 [ false, %63 ], [ false, %60 ], [ %72, %69 ]
br i1 %74, label %75, label %90
75: ; preds = %73
%76 = load i64, i64* %12
%77 = load i64*, i64** %7
%78 = load i64, i64* %12
%79 = getelementptr inbounds i64, i64* %77, i64 %78
%80 = load i64, i64* %79
%81 = icmp ne i64 %76, %80
%82 = zext i1 %81 to i32
%83 = call i32 @assert(i32 %82)
%84 = load i64*, i64** %7
%85 = load i64, i64* %12
%86 = getelementptr inbounds i64, i64* %84, i64 %85
%87 = load i64, i64* %86
store i64 %87, i64* %12
%88 = load i64, i64* %13
%89 = add i64 %88, 1
store i64 %89, i64* %13
br label %60
90: ; preds = %73
%91 = load i64, i64* %13
%92 = load i64, i64* %6
%93 = icmp uge i64 %91, %92
br i1 %93, label %94, label %95
94: ; preds = %90
store i32 -1, i32* %10
br label %95
95: ; preds = %94, %90
%96 = load i64, i64* %12
%97 = icmp ult i64 %96, 0
br i1 %97, label %98, label %99
98: ; preds = %95
store i32 -2, i32* %10
br label %99
99: ; preds = %98, %95
%100 = load i32, i32* %10
%101 = icmp ne i32 %100, 0
br i1 %101, label %172, label %102
102: ; preds = %99
%103 = load i64*, i64** %5
%104 = load i64, i64* %12
%105 = getelementptr inbounds i64, i64* %103, i64 %104
%106 = load i64, i64* %105
%107 = load i64, i64* %13
%108 = add i64 %107, %106
store i64 %108, i64* %13
%109 = load i64, i64* %11
store i64 %109, i64* %12
br label %110
110: ; preds = %116, %102
%111 = load i64*, i64** %5
%112 = load i64, i64* %12
%113 = getelementptr inbounds i64, i64* %111, i64 %112
%114 = load i64, i64* %113
%115 = icmp ult i64 %114, 0
br i1 %115, label %116, label %130
116: ; preds = %110
%117 = load i64, i64* %13
%118 = icmp ugt i64 %117, 0
%119 = zext i1 %118 to i32
%120 = call i32 @assert(i32 %119)
%121 = load i64, i64* %13
%122 = add i64 %121, -1
store i64 %122, i64* %13
%123 = load i64*, i64** %5
%124 = load i64, i64* %12
%125 = getelementptr inbounds i64, i64* %123, i64 %124
store i64 %121, i64* %125
%126 = load i64*, i64** %7
%127 = load i64, i64* %12
%128 = getelementptr inbounds i64, i64* %126, i64 %127
%129 = load i64, i64* %128
store i64 %129, i64* %12
br label %110
130: ; preds = %110
%131 = load i64, i64* %13
%132 = load i64*, i64** %5
%133 = load i64, i64* %12
%134 = getelementptr inbounds i64, i64* %132, i64 %133
%135 = load i64, i64* %134
%136 = icmp eq i64 %131, %135
%137 = zext i1 %136 to i32
%138 = call i32 @assert(i32 %137)
store i64 0, i64* %13
%139 = load i64, i64* %11
store i64 %139, i64* %12
%140 = load i64*, i64** %5
%141 = load i64, i64* %11
%142 = getelementptr inbounds i64, i64* %140, i64 %141
%143 = load i64, i64* %142
%144 = add i64 %143, 1
store i64 %144, i64* %14
br label %145
145: ; preds = %151, %130
%146 = load i64*, i64** %5
%147 = load i64, i64* %12
%148 = getelementptr inbounds i64, i64* %146, i64 %147
%149 = load i64, i64* %148
%150 = icmp ugt i64 %149, 0
br i1 %150, label %151, label %171
151: ; preds = %145
%152 = load i64, i64* %14
%153 = load i64*, i64** %5
%154 = load i64, i64* %12
%155 = getelementptr inbounds i64, i64* %153, i64 %154
%156 = load i64, i64* %155
%157 = add i64 1, %156
%158 = icmp eq i64 %152, %157
%159 = zext i1 %158 to i32
%160 = call i32 @assert(i32 %159)
%161 = load i64*, i64** %5
%162 = load i64, i64* %12
%163 = getelementptr inbounds i64, i64* %161, i64 %162
%164 = load i64, i64* %163
store i64 %164, i64* %14
%165 = load i64*, i64** %7
%166 = load i64, i64* %12
%167 = getelementptr inbounds i64, i64* %165, i64 %166
%168 = load i64, i64* %167
store i64 %168, i64* %12
%169 = load i64, i64* %13
%170 = add i64 %169, 1
store i64 %170, i64* %13
br label %145
171: ; preds = %145
br label %172
172: ; preds = %171, %99
br label %173
173: ; preds = %172, %54, %48, %44
%174 = load i32, i32* %10
%175 = icmp ne i32 %174, 0
br i1 %175, label %176, label %178
176: ; preds = %173
%177 = load i32, i32* %10
store i32 %177, i32* %9
br label %178
178: ; preds = %176, %173
br label %179
179: ; preds = %178, %43
%180 = load i64, i64* %11
%181 = add i64 %180, 1
store i64 %181, i64* %11
br label %33
182: ; preds = %33
%183 = load i32, i32* %9
ret i32 %183
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @compute_levels(i64* nocapture writeonly %0, i64 %1, i64* noalias nocapture readnone %2, i64 %3) {
%5 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %5, label %24, label %6
6: ; preds = %4
%7 = add i64 %1, -1
%8 = and i64 %1, 3
%9 = icmp ult i64 %7, 3
br i1 %9, label %12, label %10
10: ; preds = %6
%11 = and i64 %1, -4
br label %25
12: ; preds = %25, %6
%13 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %43, %25 ]
%14 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %14, label %24, label %15
15: ; preds = %12, %15
%16 = phi i64 [ %21, %15 ], [ %13, %12 ]
%17 = phi i64 [ %22, %15 ], [ 0, %12 ]
%18 = icmp ne i64 %16, %3
%19 = sext i1 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %16
store i64 %19, i64* %20
%21 = add nuw i64 %16, 1
%22 = add i64 %17, 1
%23 = icmp eq i64 %22, %8
br i1 %23, label %24, label %15
24: ; preds = %12, %15, %4
ret i32 0
25: ; preds = %25, %10
%26 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %43, %25 ]
%27 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %44, %25 ]
%28 = icmp ne i64 %26, %3
%29 = sext i1 %28 to i64
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %26
store i64 %29, i64* %30
%31 = or i64 %26, 1
%32 = icmp ne i64 %31, %3
%33 = sext i1 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %31
store i64 %33, i64* %34
%35 = or i64 %26, 2
%36 = icmp ne i64 %35, %3
%37 = sext i1 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %35
store i64 %37, i64* %38
%39 = or i64 %26, 3
%40 = icmp ne i64 %39, %3
%41 = sext i1 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %39
store i64 %41, i64* %42
%43 = add nuw i64 %26, 4
%44 = add i64 %27, 4
%45 = icmp eq i64 %44, %11
br i1 %45, label %12, label %25
}