#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*/ assert(int);
int frequency_distribution(int nw_low, int nw, int npes, int pe, int maxlw,
                           int *freq_index, int type) {
  int my_n_local_w = 0;
  int min_n_local_w, n_local_w;
  int leftover_w;
  int index = 0, ipe, dpe, iw, i;
  min_n_local_w = nw / npes;
  leftover_w = nw % npes;
  assert(0 <= pe && pe < npes);
  assert(0 < nw_low);
  assert(0 <= maxlw && maxlw <= nw);
  if (type == 0) {
    for (ipe = 0; ipe < npes; ipe++) {
      n_local_w = min_n_local_w + (ipe < leftover_w ? 1 : 0);
      if (pe == ipe) {
        my_n_local_w = n_local_w;
        for (i = 0; i < my_n_local_w; i++) {
          freq_index[i] = nw_low + index + i;
        }
      }
      index += n_local_w;
    }
  } else if (type == 1) {
    ipe = 0;
    for (iw = nw_low; iw < nw + nw_low; iw++) {
      if (ipe == pe)
        freq_index[my_n_local_w++] = iw;
      ipe = (ipe + 1) % npes;
    }
  } else if (type == 2) {
    ipe = 0;
    dpe = 1;
    for (iw = nw - 1 + nw_low; iw >= nw_low; iw--) {
      if (ipe == pe)
        freq_index[my_n_local_w++] = iw;
      ipe += dpe;
      if (ipe == npes || ipe == -1) {
        dpe *= -1;
        ipe += dpe;
      }
      assert(0 <= ipe && ipe < npes);
    }
  }
  assert(min_n_local_w <= my_n_local_w && my_n_local_w <= maxlw);
  assert(leftover_w > 0 || min_n_local_w == my_n_local_w);
  return my_n_local_w;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<frequency_distribution>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    0x10(%rbp),%eax
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    %ecx,-0x10(%rbp)
mov    %r8d,-0x14(%rbp)
mov    %r9,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x30(%rbp)
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x45(%rbp)
jg     116d <frequency_distribution+0x5d>
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x45(%rbp)
mov    -0x45(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
xor    %eax,%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    -0x14(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x46(%rbp)
jg     11a8 <frequency_distribution+0x98>
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x46(%rbp)
mov    -0x46(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
cmpl   $0x0,0x10(%rbp)
jne    1254 <frequency_distribution+0x144>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    124f <frequency_distribution+0x13f>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    -0x38(%rbp),%esi
mov    -0x30(%rbp),%edi
xor    %ecx,%ecx
mov    $0x1,%edx
cmp    %edi,%esi
cmovl  %edx,%ecx
add    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x38(%rbp),%eax
jne    1238 <frequency_distribution+0x128>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
jge    1233 <frequency_distribution+0x123>
mov    -0x4(%rbp),%edx
add    -0x34(%rbp),%edx
add    -0x44(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1205 <frequency_distribution+0xf5>
jmp    1238 <frequency_distribution+0x128>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    11c6 <frequency_distribution+0xb6>
jmp    1389 <frequency_distribution+0x279>
cmpl   $0x1,0x10(%rbp)
jne    12c0 <frequency_distribution+0x1b0>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    -0x8(%rbp),%ecx
add    -0x4(%rbp),%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    12bb <frequency_distribution+0x1ab>
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    12a0 <frequency_distribution+0x190>
mov    -0x40(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    126b <frequency_distribution+0x15b>
jmp    1384 <frequency_distribution+0x274>
cmpl   $0x2,0x10(%rbp)
jne    137f <frequency_distribution+0x26f>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
movl   $0x1,-0x3c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
add    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jl     137a <frequency_distribution+0x26a>
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    1314 <frequency_distribution+0x204>
mov    -0x40(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x24(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
je     1333 <frequency_distribution+0x223>
cmpl   $0xffffffff,-0x38(%rbp)
jne    1343 <frequency_distribution+0x233>
imul   $0xffffffff,-0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    -0x38(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
xor    %eax,%eax
xor    %ecx,%ecx
cmp    -0x38(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x47(%rbp)
jg     135f <frequency_distribution+0x24f>
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x47(%rbp)
mov    -0x47(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    12e4 <frequency_distribution+0x1d4>
jmp    137f <frequency_distribution+0x26f>
jmp    1384 <frequency_distribution+0x274>
jmp    1389 <frequency_distribution+0x279>
mov    -0x28(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x24(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x48(%rbp)
jg     13a6 <frequency_distribution+0x296>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setle  %al
mov    %al,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    $0x1,%al
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
mov    %al,-0x49(%rbp)
jg     13ce <frequency_distribution+0x2be>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x24(%rbp),%eax
sete   %al
mov    %al,-0x49(%rbp)
mov    -0x49(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<frequency_distribution>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r9,%rbp
mov    %r8d,%r13d
mov    %edx,%ebx
mov    %esi,%r12d
mov    %edi,%r14d
mov    0x50(%rsp),%r15d
mov    %esi,%eax
cltd
idiv   %ebx
mov    %eax,0xc(%rsp)
mov    %edx,0x10(%rsp)
test   %ecx,%ecx
setns  %al
mov    %ecx,0x8(%rsp)
mov    %ebx,0x4(%rsp)
cmp    %ebx,%ecx
setl   %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1030 <assert@plt>
xor    %edi,%edi
test   %r14d,%r14d
setg   %dil
call   1030 <assert@plt>
test   %r13d,%r13d
setns  %al
cmp    %r12d,%r13d
setle  %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    %r15d,%eax
xor    %r15d,%r15d
test   %eax,%eax
mov    %r13d,0x14(%rsp)
je     11e7 <frequency_distribution+0xd7>
cmp    $0x2,%eax
je     1346 <frequency_distribution+0x236>
cmp    $0x1,%eax
jne    135a <frequency_distribution+0x24a>
test   %r12d,%r12d
mov    0x8(%rsp),%ecx
mov    0x4(%rsp),%esi
jle    135a <frequency_distribution+0x24a>
add    %r14d,%r12d
xor    %edx,%edx
xor    %r15d,%r15d
jmp    11d5 <frequency_distribution+0xc5>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%eax
cltd
idiv   %esi
add    $0x1,%r14d
cmp    %r12d,%r14d
jge    135a <frequency_distribution+0x24a>
cmp    %ecx,%edx
jne    11c0 <frequency_distribution+0xb0>
movslq %r15d,%rax
add    $0x1,%r15d
mov    %r14d,0x0(%rbp,%rax,4)
jmp    11c0 <frequency_distribution+0xb0>
mov    0x4(%rsp),%ecx
test   %ecx,%ecx
mov    0x8(%rsp),%r11d
jle    135a <frequency_distribution+0x24a>
xor    %r10d,%r10d
movdqa 0xdfd(%rip),%xmm0
movdqa 0xe05(%rip),%xmm1
movdqa 0xe0d(%rip),%xmm2
xor    %r9d,%r9d
xor    %r15d,%r15d
jmp    1230 <frequency_distribution+0x120>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    %edx,%r9d
add    $0x1,%r10d
cmp    %ecx,%r10d
je     135a <frequency_distribution+0x24a>
xor    %edx,%edx
cmp    0x10(%rsp),%r10d
setl   %dl
add    0xc(%rsp),%edx
cmp    %r11d,%r10d
jne    1220 <frequency_distribution+0x110>
mov    %edx,%r15d
test   %edx,%edx
jle    1220 <frequency_distribution+0x110>
lea    (%r9,%r14,1),%esi
mov    %edx,%ebx
cmp    $0x8,%edx
jae    125c <frequency_distribution+0x14c>
xor    %edi,%edi
jmp    1320 <frequency_distribution+0x210>
mov    %ebx,%edi
and    $0xfffffff8,%edi
movd   %esi,%xmm3
pshufd $0x0,%xmm3,%xmm3
lea    -0x8(%rdi),%rax
mov    %rax,%r8
shr    $0x3,%r8
add    $0x1,%r8
test   %rax,%rax
je     1338 <frequency_distribution+0x228>
mov    %r8,%rax
and    $0xfffffffffffffffe,%rax
lea    0x4(%rsi),%ecx
movd   %ecx,%xmm4
pshufd $0x0,%xmm4,%xmm5
xor    %ecx,%ecx
movdqa %xmm0,%xmm4
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movdqa %xmm3,%xmm6
paddd  %xmm4,%xmm6
movdqa %xmm5,%xmm7
paddd  %xmm4,%xmm7
movdqu %xmm6,0x0(%rbp,%rcx,4)
movdqu %xmm7,0x10(%rbp,%rcx,4)
movdqa %xmm4,%xmm6
paddd  %xmm1,%xmm6
movdqa %xmm3,%xmm7
paddd  %xmm6,%xmm7
paddd  %xmm5,%xmm6
movdqu %xmm7,0x20(%rbp,%rcx,4)
movdqu %xmm6,0x30(%rbp,%rcx,4)
add    $0x10,%rcx
paddd  %xmm2,%xmm4
add    $0xfffffffffffffffe,%rax
jne    12a0 <frequency_distribution+0x190>
test   $0x1,%r8b
je     1310 <frequency_distribution+0x200>
paddd  %xmm4,%xmm3
lea    0x4(%rsi),%eax
movd   %eax,%xmm5
pshufd $0x0,%xmm5,%xmm5
paddd  %xmm4,%xmm5
movdqu %xmm3,0x0(%rbp,%rcx,4)
movdqu %xmm5,0x10(%rbp,%rcx,4)
mov    %edx,%r15d
cmp    %rbx,%rdi
mov    0x4(%rsp),%ecx
je     1220 <frequency_distribution+0x110>
lea    (%rsi,%rdi,1),%eax
mov    %eax,0x0(%rbp,%rdi,4)
add    $0x1,%rdi
cmp    %rdi,%rbx
jne    1320 <frequency_distribution+0x210>
mov    %edx,%r15d
jmp    1220 <frequency_distribution+0x110>
xor    %ecx,%ecx
movdqa %xmm0,%xmm4
test   $0x1,%r8b
jne    12f0 <frequency_distribution+0x1e0>
jmp    1310 <frequency_distribution+0x200>
lea    (%r12,%r14,1),%eax
add    $0xffffffff,%eax
cmp    %r14d,%eax
mov    0x8(%rsp),%eax
mov    0x4(%rsp),%esi
jge    139b <frequency_distribution+0x28b>
cmp    0x14(%rsp),%r15d
setle  %al
cmp    %r15d,0xc(%rsp)
setle  %cl
sete   %bl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1030 <assert@plt>
cmpl   $0x0,0x10(%rsp)
setg   %al
or     %bl,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    %r15d,%eax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
add    %r14d,%r12d
xor    %r13d,%r13d
mov    $0x1,%ebx
xor    %r15d,%r15d
jmp    13d6 <frequency_distribution+0x2c6>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %eax,%r13d
test   %r13d,%r13d
setns  %al
cmp    %esi,%r13d
setl   %cl
and    %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    0x4(%rsp),%esi
cmp    %r14d,%r12d
mov    0x8(%rsp),%eax
jle    135a <frequency_distribution+0x24a>
add    $0xffffffff,%r12d
cmp    %eax,%r13d
jne    13eb <frequency_distribution+0x2db>
movslq %r15d,%rax
add    $0x1,%r15d
mov    %r12d,0x0(%rbp,%rax,4)
lea    (%rbx,%r13,1),%eax
cmp    %esi,%eax
sete   %cl
cmp    $0xffffffff,%eax
sete   %dl
or     %cl,%dl
je     13b0 <frequency_distribution+0x2a0>
neg    %ebx
jmp    13b3 <frequency_distribution+0x2a3>

LLVM IR (-O0):
define i32 @frequency_distribution(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32* %5, i32 %6) {
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32*
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
%18 = alloca i32
%19 = alloca i32
%20 = alloca i32
%21 = alloca i32
%22 = alloca i32
%23 = alloca i32
store i32 %0, i32* %8
store i32 %1, i32* %9
store i32 %2, i32* %10
store i32 %3, i32* %11
store i32 %4, i32* %12
store i32* %5, i32** %13
store i32 %6, i32* %14
store i32 0, i32* %15
store i32 0, i32* %19
%24 = load i32, i32* %9
%25 = load i32, i32* %10
%26 = sdiv i32 %24, %25
store i32 %26, i32* %16
%27 = load i32, i32* %9
%28 = load i32, i32* %10
%29 = srem i32 %27, %28
store i32 %29, i32* %18
%30 = load i32, i32* %11
%31 = icmp sle i32 0, %30
br i1 %31, label %32, label %36
32: ; preds = %7
%33 = load i32, i32* %11
%34 = load i32, i32* %10
%35 = icmp slt i32 %33, %34
br label %36
36: ; preds = %32, %7
%37 = phi i1 [ false, %7 ], [ %35, %32 ]
%38 = zext i1 %37 to i32
%39 = call i32 @assert(i32 %38)
%40 = load i32, i32* %8
%41 = icmp slt i32 0, %40
%42 = zext i1 %41 to i32
%43 = call i32 @assert(i32 %42)
%44 = load i32, i32* %12
%45 = icmp sle i32 0, %44
br i1 %45, label %46, label %50
46: ; preds = %36
%47 = load i32, i32* %12
%48 = load i32, i32* %9
%49 = icmp sle i32 %47, %48
br label %50
50: ; preds = %46, %36
%51 = phi i1 [ false, %36 ], [ %49, %46 ]
%52 = zext i1 %51 to i32
%53 = call i32 @assert(i32 %52)
%54 = load i32, i32* %14
%55 = icmp eq i32 %54, 0
br i1 %55, label %56, label %100
56: ; preds = %50
store i32 0, i32* %20
br label %57
57: ; preds = %96, %56
%58 = load i32, i32* %20
%59 = load i32, i32* %10
%60 = icmp slt i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %99
61: ; preds = %57
%62 = load i32, i32* %16
%63 = load i32, i32* %20
%64 = load i32, i32* %18
%65 = icmp slt i32 %63, %64
%66 = zext i1 %65 to i64
%67 = select i1 %65, i32 1, i32 0
%68 = add nsw i32 %62, %67
store i32 %68, i32* %17
%69 = load i32, i32* %11
%70 = load i32, i32* %20
%71 = icmp eq i32 %69, %70
br i1 %71, label %72, label %92
72: ; preds = %61
%73 = load i32, i32* %17
store i32 %73, i32* %15
store i32 0, i32* %23
br label %74
74: ; preds = %88, %72
%75 = load i32, i32* %23
%76 = load i32, i32* %15
%77 = icmp slt i32 %75, %76
br i1 %77, label %78, label %91
78: ; preds = %74
%79 = load i32, i32* %8
%80 = load i32, i32* %19
%81 = add nsw i32 %79, %80
%82 = load i32, i32* %23
%83 = add nsw i32 %81, %82
%84 = load i32*, i32** %13
%85 = load i32, i32* %23
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %86
store i32 %83, i32* %87
br label %88
88: ; preds = %78
%89 = load i32, i32* %23
%90 = add nsw i32 %89, 1
store i32 %90, i32* %23
br label %74
91: ; preds = %74
br label %92
92: ; preds = %91, %61
%93 = load i32, i32* %17
%94 = load i32, i32* %19
%95 = add nsw i32 %94, %93
store i32 %95, i32* %19
br label %96
96: ; preds = %92
%97 = load i32, i32* %20
%98 = add nsw i32 %97, 1
store i32 %98, i32* %20
br label %57
99: ; preds = %57
br label %187
100: ; preds = %50
%101 = load i32, i32* %14
%102 = icmp eq i32 %101, 1
br i1 %102, label %103, label %131
103: ; preds = %100
store i32 0, i32* %20
%104 = load i32, i32* %8
store i32 %104, i32* %22
br label %105
105: ; preds = %127, %103
%106 = load i32, i32* %22
%107 = load i32, i32* %9
%108 = load i32, i32* %8
%109 = add nsw i32 %107, %108
%110 = icmp slt i32 %106, %109
br i1 %110, label %111, label %130
111: ; preds = %105
%112 = load i32, i32* %20
%113 = load i32, i32* %11
%114 = icmp eq i32 %112, %113
br i1 %114, label %115, label %122
115: ; preds = %111
%116 = load i32, i32* %22
%117 = load i32*, i32** %13
%118 = load i32, i32* %15
%119 = add nsw i32 %118, 1
store i32 %119, i32* %15
%120 = sext i32 %118 to i64
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %117, i64 %120
store i32 %116, i32* %121
br label %122
122: ; preds = %115, %111
%123 = load i32, i32* %20
%124 = add nsw i32 %123, 1
%125 = load i32, i32* %10
%126 = srem i32 %124, %125
store i32 %126, i32* %20
br label %127
127: ; preds = %122
%128 = load i32, i32* %22
%129 = add nsw i32 %128, 1
store i32 %129, i32* %22
br label %105
130: ; preds = %105
br label %186
131: ; preds = %100
%132 = load i32, i32* %14
%133 = icmp eq i32 %132, 2
br i1 %133, label %134, label %185
134: ; preds = %131
store i32 0, i32* %20
store i32 1, i32* %21
%135 = load i32, i32* %9
%136 = sub nsw i32 %135, 1
%137 = load i32, i32* %8
%138 = add nsw i32 %136, %137
store i32 %138, i32* %22
br label %139
139: ; preds = %181, %134
%140 = load i32, i32* %22
%141 = load i32, i32* %8
%142 = icmp sge i32 %140, %141
br i1 %142, label %143, label %184
143: ; preds = %139
%144 = load i32, i32* %20
%145 = load i32, i32* %11
%146 = icmp eq i32 %144, %145
br i1 %146, label %147, label %154
147: ; preds = %143
%148 = load i32, i32* %22
%149 = load i32*, i32** %13
%150 = load i32, i32* %15
%151 = add nsw i32 %150, 1
store i32 %151, i32* %15
%152 = sext i32 %150 to i64
%153 = getelementptr inbounds i32, i32* %149, i64 %152
store i32 %148, i32* %153
br label %154
154: ; preds = %147, %143
%155 = load i32, i32* %21
%156 = load i32, i32* %20
%157 = add nsw i32 %156, %155
store i32 %157, i32* %20
%158 = load i32, i32* %20
%159 = load i32, i32* %10
%160 = icmp eq i32 %158, %159
br i1 %160, label %164, label %161
161: ; preds = %154
%162 = load i32, i32* %20
%163 = icmp eq i32 %162, -1
br i1 %163, label %164, label %170
164: ; preds = %161, %154
%165 = load i32, i32* %21
%166 = mul nsw i32 %165, -1
store i32 %166, i32* %21
%167 = load i32, i32* %21
%168 = load i32, i32* %20
%169 = add nsw i32 %168, %167
store i32 %169, i32* %20
br label %170
170: ; preds = %164, %161
%171 = load i32, i32* %20
%172 = icmp sle i32 0, %171
br i1 %172, label %173, label %177
173: ; preds = %170
%174 = load i32, i32* %20
%175 = load i32, i32* %10
%176 = icmp slt i32 %174, %175
br label %177
177: ; preds = %173, %170
%178 = phi i1 [ false, %170 ], [ %176, %173 ]
%179 = zext i1 %178 to i32
%180 = call i32 @assert(i32 %179)
br label %181
181: ; preds = %177
%182 = load i32, i32* %22
%183 = add nsw i32 %182, -1
store i32 %183, i32* %22
br label %139
184: ; preds = %139
br label %185
185: ; preds = %184, %131
br label %186
186: ; preds = %185, %130
br label %187
187: ; preds = %186, %99
%188 = load i32, i32* %16
%189 = load i32, i32* %15
%190 = icmp sle i32 %188, %189
br i1 %190, label %191, label %195
191: ; preds = %187
%192 = load i32, i32* %15
%193 = load i32, i32* %12
%194 = icmp sle i32 %192, %193
br label %195
195: ; preds = %191, %187
%196 = phi i1 [ false, %187 ], [ %194, %191 ]
%197 = zext i1 %196 to i32
%198 = call i32 @assert(i32 %197)
%199 = load i32, i32* %18
%200 = icmp sgt i32 %199, 0
br i1 %200, label %205, label %201
201: ; preds = %195
%202 = load i32, i32* %16
%203 = load i32, i32* %15
%204 = icmp eq i32 %202, %203
br label %205
205: ; preds = %201, %195
%206 = phi i1 [ true, %195 ], [ %204, %201 ]
%207 = zext i1 %206 to i32
%208 = call i32 @assert(i32 %207)
%209 = load i32, i32* %15
ret i32 %209
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @frequency_distribution(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32* nocapture writeonly %5, i32 %6) {
%8 = sdiv i32 %1, %2
%9 = srem i32 %1, %2
%10 = icmp sgt i32 %3, -1
%11 = icmp slt i32 %3, %2
%12 = and i1 %10, %11
%13 = zext i1 %12 to i32
%14 = tail call i32 @assert(i32 %13)
%15 = icmp sgt i32 %0, 0
%16 = zext i1 %15 to i32
%17 = tail call i32 @assert(i32 %16)
%18 = icmp sgt i32 %4, -1
%19 = icmp sle i32 %4, %1
%20 = and i1 %18, %19
%21 = zext i1 %20 to i32
%22 = tail call i32 @assert(i32 %21)
switch i32 %6, label %156 [
i32 0, label %26
i32 1, label %23
i32 2, label %126
]
23: ; preds = %7
%24 = add nsw i32 %1, %0
%25 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %25, label %111, label %156
26: ; preds = %7
%27 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %27, label %28, label %156
28: ; preds = %26, %106
%29 = phi i32 [ %109, %106 ], [ 0, %26 ]
%30 = phi i32 [ %108, %106 ], [ 0, %26 ]
%31 = phi i32 [ %107, %106 ], [ 0, %26 ]
%32 = icmp slt i32 %29, %9
%33 = zext i1 %32 to i32
%34 = add i32 %8, %33
%35 = icmp eq i32 %29, %3
br i1 %35, label %36, label %106
36: ; preds = %28
%37 = icmp sgt i32 %34, 0
br i1 %37, label %38, label %106
38: ; preds = %36
%39 = add nsw i32 %30, %0
%40 = zext i32 %34 to i64
%41 = icmp ult i32 %34, 8
br i1 %41, label %97, label %42
42: ; preds = %38
%43 = and i64 %40, 4294967288
%44 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %39, i64 0
%45 = shufflevector <4 x i32> %44, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%46 = add nsw i64 %43, -8
%47 = lshr exact i64 %46, 3
%48 = add nuw nsw i64 %47, 1
%49 = and i64 %48, 1
%50 = icmp eq i64 %46, 0
br i1 %50, label %81, label %51
51: ; preds = %42
%52 = and i64 %48, 4611686018427387902
%53 = add i32 %39, 4
%54 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %53, i64 0
%55 = shufflevector <4 x i32> %54, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%56 = add i32 %39, 4
%57 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %56, i64 0
%58 = shufflevector <4 x i32> %57, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
br label %59
59: ; preds = %59, %51
%60 = phi i64 [ 0, %51 ], [ %77, %59 ]
%61 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %51 ], [ %78, %59 ]
%62 = phi i64 [ 0, %51 ], [ %79, %59 ]
%63 = add nsw <4 x i32> %45, %61
%64 = add <4 x i32> %55, %61
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %60
%66 = bitcast i32* %65 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %63, <4 x i32>* %66
%67 = getelementptr inbounds i32, i32* %65, i64 4
%68 = bitcast i32* %67 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %64, <4 x i32>* %68
%69 = or i64 %60, 8
%70 = add <4 x i32> %61, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%71 = add nsw <4 x i32> %45, %70
%72 = add <4 x i32> %58, %70
%73 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %69
%74 = bitcast i32* %73 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %71, <4 x i32>* %74
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %73, i64 4
%76 = bitcast i32* %75 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %72, <4 x i32>* %76
%77 = add nuw i64 %60, 16
%78 = add <4 x i32> %61, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%79 = add i64 %62, 2
%80 = icmp eq i64 %79, %52
br i1 %80, label %81, label %59
81: ; preds = %59, %42
%82 = phi i64 [ 0, %42 ], [ %77, %59 ]
%83 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %42 ], [ %78, %59 ]
%84 = icmp eq i64 %49, 0
br i1 %84, label %95, label %85
85: ; preds = %81
%86 = add nsw <4 x i32> %45, %83
%87 = add i32 %39, 4
%88 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %87, i64 0
%89 = shufflevector <4 x i32> %88, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%90 = add <4 x i32> %89, %83
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %82
%92 = bitcast i32* %91 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %86, <4 x i32>* %92
%93 = getelementptr inbounds i32, i32* %91, i64 4
%94 = bitcast i32* %93 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %90, <4 x i32>* %94
br label %95
95: ; preds = %81, %85
%96 = icmp eq i64 %43, %40
br i1 %96, label %106, label %97
97: ; preds = %38, %95
%98 = phi i64 [ 0, %38 ], [ %43, %95 ]
br label %99
99: ; preds = %97, %99
%100 = phi i64 [ %104, %99 ], [ %98, %97 ]
%101 = trunc i64 %100 to i32
%102 = add nsw i32 %39, %101
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %100
store i32 %102, i32* %103
%104 = add nuw nsw i64 %100, 1
%105 = icmp eq i64 %104, %40
br i1 %105, label %106, label %99
106: ; preds = %99, %95, %36, %28
%107 = phi i32 [ %31, %28 ], [ %34, %36 ], [ %34, %95 ], [ %34, %99 ]
%108 = add nsw i32 %34, %30
%109 = add nuw nsw i32 %29, 1
%110 = icmp eq i32 %109, %2
br i1 %110, label %156, label %28
111: ; preds = %23, %120
%112 = phi i32 [ %124, %120 ], [ %0, %23 ]
%113 = phi i32 [ %123, %120 ], [ 0, %23 ]
%114 = phi i32 [ %121, %120 ], [ 0, %23 ]
%115 = icmp eq i32 %113, %3
br i1 %115, label %116, label %120
116: ; preds = %111
%117 = add nsw i32 %114, 1
%118 = sext i32 %114 to i64
%119 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %118
store i32 %112, i32* %119
br label %120
120: ; preds = %116, %111
%121 = phi i32 [ %117, %116 ], [ %114, %111 ]
%122 = add nsw i32 %113, 1
%123 = srem i32 %122, %2
%124 = add nsw i32 %112, 1
%125 = icmp slt i32 %124, %24
br i1 %125, label %111, label %156
126: ; preds = %7
%127 = add i32 %1, %0
%128 = add i32 %127, -1
%129 = icmp slt i32 %128, %0
br i1 %129, label %156, label %130
130: ; preds = %126, %140
%131 = phi i32 [ %154, %140 ], [ %128, %126 ]
%132 = phi i32 [ %148, %140 ], [ 1, %126 ]
%133 = phi i32 [ %147, %140 ], [ 0, %126 ]
%134 = phi i32 [ %141, %140 ], [ 0, %126 ]
%135 = icmp eq i32 %133, %3
br i1 %135, label %136, label %140
136: ; preds = %130
%137 = add nsw i32 %134, 1
%138 = sext i32 %134 to i64
%139 = getelementptr inbounds i32, i32* %5, i64 %138
store i32 %131, i32* %139
br label %140
140: ; preds = %136, %130
%141 = phi i32 [ %137, %136 ], [ %134, %130 ]
%142 = add nsw i32 %132, %133
%143 = icmp eq i32 %142, %2
%144 = icmp eq i32 %142, -1
%145 = or i1 %143, %144
%146 = sub nsw i32 0, %132
%147 = select i1 %145, i32 %133, i32 %142
%148 = select i1 %145, i32 %146, i32 %132
%149 = icmp sgt i32 %147, -1
%150 = icmp slt i32 %147, %2
%151 = and i1 %149, %150
%152 = zext i1 %151 to i32
%153 = tail call i32 @assert(i32 %152)
%154 = add nsw i32 %131, -1
%155 = icmp sgt i32 %131, %0
br i1 %155, label %130, label %156
156: ; preds = %140, %120, %106, %126, %23, %26, %7
%157 = phi i32 [ 0, %7 ], [ 0, %26 ], [ 0, %23 ], [ 0, %126 ], [ %107, %106 ], [ %121, %120 ], [ %141, %140 ]
%158 = icmp sle i32 %8, %157
%159 = icmp sle i32 %157, %4
%160 = and i1 %158, %159
%161 = zext i1 %160 to i32
%162 = tail call i32 @assert(i32 %161)
%163 = icmp sgt i32 %9, 0
%164 = icmp eq i32 %8, %157
%165 = select i1 %163, i1 true, i1 %164
%166 = zext i1 %165 to i32
%167 = tail call i32 @assert(i32 %166)
ret i32 %157
}