#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 /*<<< orphan*/ printf(char *, unsigned short);
void guess() {
  unsigned short reg = 0xA001;
  size_t cnt = 0;
  unsigned short shf = 0x8000;
  while (shf & 0x8000) {
    cnt = 0;
    do {
      if (reg & 0x1) {
        reg = (reg >> 1) ^ shf;
      } else {
        reg = (reg >> 1);
      }
      cnt++;
    } while (reg != 0xA001);
    if (cnt == 127) {
      printf("%X\n", shf);
      break;
    }
    shf++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<guess>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
movw   $0xa001,-0x2(%rbp)
movq   $0x0,-0x10(%rbp)
movw   $0x8000,-0x12(%rbp)
movzwl -0x12(%rbp),%eax
and    $0x8000,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11c3 <guess+0xb3>
movq   $0x0,-0x10(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     116c <guess+0x5c>
movzwl -0x2(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
movzwl -0x12(%rbp),%ecx
xor    %ecx,%eax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
jmp    1177 <guess+0x67>
movzwl -0x2(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %ax,-0x2(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
movzwl -0x2(%rbp),%eax
cmp    $0xa001,%eax
jne    1146 <guess+0x36>
cmpq   $0x7f,-0x10(%rbp)
jne    11b2 <guess+0xa2>
lea    0xe5c(%rip),%rdi
movzwl -0x12(%rbp),%esi
call   1030 <printf@plt>
jmp    11c3 <guess+0xb3>
mov    -0x12(%rbp),%ax
add    $0x1,%ax
mov    %ax,-0x12(%rbp)
jmp    112c <guess+0x1c>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<guess>:
mov    $0x8000,%r8w
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
mov    $0xa001,%dx
mov    $0x7f,%ecx
nopl   0x0(%rax)
movzwl %dx,%esi
mov    %esi,%edi
and    $0x1,%edi
neg    %edi
shr    %esi
mov    %r8d,%edx
and    %edi,%edx
xor    %esi,%edx
movzwl %dx,%esi
add    $0xffffffffffffffff,%rcx
cmp    $0xa001,%esi
jne    1130 <guess+0x20>
test   %rcx,%rcx
je     119d <guess+0x8d>
mov    %r8d,%ecx
or     $0x1,%ecx
mov    $0xa001,%si
mov    $0x7f,%edx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movzwl %si,%eax
mov    %eax,%edi
and    $0x1,%edi
neg    %edi
shr    %eax
mov    %ecx,%esi
and    %edi,%esi
xor    %eax,%esi
movzwl %si,%eax
add    $0xffffffffffffffff,%rdx
cmp    $0xa001,%eax
jne    1170 <guess+0x60>
test   %rdx,%rdx
je     11a0 <guess+0x90>
add    $0x2,%r8w
jne    1120 <guess+0x10>
ret
mov    %r8d,%ecx
movzwl %cx,%esi
lea    0xe56(%rip),%rdi
jmp    1030 <printf@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [4 x i8] c"%X\0A\00"
define void @guess() {
%1 = alloca i16
%2 = alloca i64
%3 = alloca i16
store i16 -24575, i16* %1
store i64 0, i64* %2
store i16 -32768, i16* %3
br label %4
4: ; preds = %41, %0
%5 = load i16, i16* %3
%6 = zext i16 %5 to i32
%7 = and i32 %6, 32768
%8 = icmp ne i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %44
9: ; preds = %4
store i64 0, i64* %2
br label %10
10: ; preds = %31, %9
%11 = load i16, i16* %1
%12 = zext i16 %11 to i32
%13 = and i32 %12, 1
%14 = icmp ne i32 %13, 0
br i1 %14, label %15, label %23
15: ; preds = %10
%16 = load i16, i16* %1
%17 = zext i16 %16 to i32
%18 = ashr i32 %17, 1
%19 = load i16, i16* %3
%20 = zext i16 %19 to i32
%21 = xor i32 %18, %20
%22 = trunc i32 %21 to i16
store i16 %22, i16* %1
br label %28
23: ; preds = %10
%24 = load i16, i16* %1
%25 = zext i16 %24 to i32
%26 = ashr i32 %25, 1
%27 = trunc i32 %26 to i16
store i16 %27, i16* %1
br label %28
28: ; preds = %23, %15
%29 = load i64, i64* %2
%30 = add i64 %29, 1
store i64 %30, i64* %2
br label %31
31: ; preds = %28
%32 = load i16, i16* %1
%33 = zext i16 %32 to i32
%34 = icmp ne i32 %33, 40961
br i1 %34, label %10, label %35
35: ; preds = %31
%36 = load i64, i64* %2
%37 = icmp eq i64 %36, 127
br i1 %37, label %38, label %41
38: ; preds = %35
%39 = load i16, i16* %3
%40 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i16 zeroext %39)
br label %44
41: ; preds = %35
%42 = load i16, i16* %3
%43 = add i16 %42, 1
store i16 %43, i16* %3
br label %4
44: ; preds = %38, %4
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [4 x i8] c"%X\0A\00"
define void @guess() {
br label %1
1: ; preds = %32, %0
%2 = phi i16 [ -32768, %0 ], [ %33, %32 ]
br label %3
3: ; preds = %1, %3
%4 = phi i16 [ %10, %3 ], [ -24575, %1 ]
%5 = phi i64 [ %11, %3 ], [ 0, %1 ]
%6 = and i16 %4, 1
%7 = icmp eq i16 %6, 0
%8 = lshr i16 %4, 1
%9 = select i1 %7, i16 0, i16 %2
%10 = xor i16 %9, %8
%11 = add i64 %5, 1
%12 = icmp eq i16 %10, -24575
br i1 %12, label %13, label %3
13: ; preds = %3
%14 = icmp eq i64 %11, 127
br i1 %14, label %15, label %18
15: ; preds = %30, %13
%16 = phi i16 [ %2, %13 ], [ %19, %30 ]
%17 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i16 zeroext %16)
br label %35
18: ; preds = %13
%19 = or i16 %2, 1
br label %20
20: ; preds = %20, %18
%21 = phi i16 [ %27, %20 ], [ -24575, %18 ]
%22 = phi i64 [ %28, %20 ], [ 0, %18 ]
%23 = and i16 %21, 1
%24 = icmp eq i16 %23, 0
%25 = lshr i16 %21, 1
%26 = select i1 %24, i16 0, i16 %19
%27 = xor i16 %26, %25
%28 = add i64 %22, 1
%29 = icmp eq i16 %27, -24575
br i1 %29, label %30, label %20
30: ; preds = %20
%31 = icmp eq i64 %28, 127
br i1 %31, label %15, label %32
32: ; preds = %30
%33 = add nsw i16 %2, 2
%34 = icmp eq i16 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %1
35: ; preds = %32, %15
ret void
}