#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 /*<<< orphan*/ free(size_t *);
scalar_t__ malloc(int);
void LengthsToSymbols(const unsigned *lengths, size_t n, unsigned maxbits,
                      unsigned *symbols) {
  size_t *bl_count = (size_t *)malloc(sizeof(size_t) * (maxbits + 1));
  size_t *next_code = (size_t *)malloc(sizeof(size_t) * (maxbits + 1));
  unsigned bits, i;
  unsigned code;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    symbols[i] = 0;
  }
  for (bits = 0; bits <= maxbits; bits++) {
    bl_count[bits] = 0;
  }
  for (i = 0; i < n; i++) {
    assert(lengths[i] <= maxbits);
    bl_count[lengths[i]]++;
  }
  code = 0;
  bl_count[0] = 0;
  for (bits = 1; bits <= maxbits; bits++) {
    code = (code + bl_count[bits - 1]) << 1;
    next_code[bits] = code;
  }
  for (i = 0; i < n; i++) {
    unsigned len = lengths[i];
    if (len != 0) {
      symbols[i] = next_code[len];
      next_code[len]++;
    }
  }
  free(bl_count);
  free(next_code);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<LengthsToSymbols>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,%eax
shl    $0x3,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    11a5 <LengthsToSymbols+0x75>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    117c <LengthsToSymbols+0x4c>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
ja     11d5 <LengthsToSymbols+0xa5>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
movq   $0x0,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    11ac <LengthsToSymbols+0x7c>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    122b <LengthsToSymbols+0xfb>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setbe  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1040 <assert@plt>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x8(%rbp),%rcx
mov    -0x38(%rbp),%edx
mov    (%rcx,%rdx,4),%ecx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    11dc <LengthsToSymbols+0xac>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movq   $0x0,(%rax)
movl   $0x1,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
ja     1288 <LengthsToSymbols+0x158>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x34(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
mov    %edx,%edx
add    (%rcx,%rdx,8),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %eax,%edx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x34(%rbp),%ecx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x34(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    1244 <LengthsToSymbols+0x114>
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jae    12f0 <LengthsToSymbols+0x1c0>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x40(%rbp)
je     12dd <LengthsToSymbols+0x1ad>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %eax,%edx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%ecx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%ecx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
jmp    12e2 <LengthsToSymbols+0x1b2>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    128f <LengthsToSymbols+0x15f>
mov    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<LengthsToSymbols>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %rcx,%rbp
mov    %edx,%r14d
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r15
lea    0x8(,%r14,8),%r13d
mov    %r13d,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r12
mov    %r13d,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%r13
test   %rbx,%rbx
mov    %rbp,(%rsp)
je     11d2 <LengthsToSymbols+0x92>
xor    %eax,%eax
movl   $0x0,0x0(%rbp,%rax,4)
add    $0x1,%eax
cmp    %rbx,%rax
jb     1180 <LengthsToSymbols+0x40>
mov    %r14d,%eax
lea    0x8(,%rax,8),%rdx
xor    %ebp,%ebp
mov    %r12,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edi,%edi
cmp    %r14d,(%r15,%rbp,4)
setbe  %dil
call   1050 <assert@plt>
mov    (%r15,%rbp,4),%eax
addq   $0x1,(%r12,%rax,8)
add    $0x1,%ebp
cmp    %rbx,%rbp
jb     11b0 <LengthsToSymbols+0x70>
jmp    11e7 <LengthsToSymbols+0xa7>
mov    %r14d,%eax
lea    0x8(,%rax,8),%rdx
mov    %r12,%rdi
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
movq   $0x0,(%r12)
test   %r14d,%r14d
mov    (%rsp),%rbp
je     1289 <LengthsToSymbols+0x149>
add    $0x1,%r14d
movq   $0x0,0x8(%r13)
cmp    $0x2,%r14d
je     1289 <LengthsToSymbols+0x149>
cmp    $0x3,%r14d
jne    1228 <LengthsToSymbols+0xe8>
mov    $0x1,%ecx
mov    $0x2,%edx
xor    %eax,%eax
test   $0x1,%r14b
jne    127e <LengthsToSymbols+0x13e>
jmp    1289 <LengthsToSymbols+0x149>
lea    -0x2(%r14),%rdx
and    $0xfffffffffffffffe,%rdx
neg    %rdx
mov    $0x1,%ecx
xor    %eax,%eax
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
and    $0x7ffffffe,%eax
add    (%r12,%rcx,8),%eax
add    %eax,%eax
mov    %rax,0x8(%r13,%rcx,8)
add    0x8(%r12,%rcx,8),%rax
add    %rax,%rax
mov    %eax,%esi
mov    %rsi,0x10(%r13,%rcx,8)
lea    (%rdx,%rcx,1),%rsi
add    $0x2,%rsi
add    $0x2,%rcx
cmp    $0x1,%rsi
jne    1240 <LengthsToSymbols+0x100>
and    $0xfffffffe,%eax
lea    0x1(%rcx),%rdx
test   $0x1,%r14b
je     1289 <LengthsToSymbols+0x149>
add    (%r12,%rcx,8),%eax
add    %eax,%eax
mov    %rax,0x0(%r13,%rdx,8)
test   %rbx,%rbx
je     12c5 <LengthsToSymbols+0x185>
xor    %eax,%eax
jmp    12a8 <LengthsToSymbols+0x168>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
add    $0x1,%eax
cmp    %rbx,%rax
jae    12c5 <LengthsToSymbols+0x185>
mov    (%r15,%rax,4),%ecx
test   %rcx,%rcx
je     12a0 <LengthsToSymbols+0x160>
mov    0x0(%r13,%rcx,8),%rdx
mov    %edx,0x0(%rbp,%rax,4)
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,0x0(%r13,%rcx,8)
jmp    12a0 <LengthsToSymbols+0x160>
mov    %r12,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %r13,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
define void @LengthsToSymbols(i32* %0, i64 %1, i32 %2, i32* %3) {
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32*
%9 = alloca i64*
%10 = alloca i64*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32* %0, i32** %5
store i64 %1, i64* %6
store i32 %2, i32* %7
store i32* %3, i32** %8
%15 = load i32, i32* %7
%16 = add i32 %15, 1
%17 = zext i32 %16 to i64
%18 = mul i64 8, %17
%19 = trunc i64 %18 to i32
%20 = call i64 @malloc(i32 %19)
%21 = inttoptr i64 %20 to i64*
store i64* %21, i64** %9
%22 = load i32, i32* %7
%23 = add i32 %22, 1
%24 = zext i32 %23 to i64
%25 = mul i64 8, %24
%26 = trunc i64 %25 to i32
%27 = call i64 @malloc(i32 %26)
%28 = inttoptr i64 %27 to i64*
store i64* %28, i64** %10
store i32 0, i32* %12
br label %29
29: ; preds = %39, %4
%30 = load i32, i32* %12
%31 = zext i32 %30 to i64
%32 = load i64, i64* %6
%33 = icmp ult i64 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %42
34: ; preds = %29
%35 = load i32*, i32** %8
%36 = load i32, i32* %12
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 %37
store i32 0, i32* %38
br label %39
39: ; preds = %34
%40 = load i32, i32* %12
%41 = add i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %12
br label %29
42: ; preds = %29
store i32 0, i32* %11
br label %43
43: ; preds = %52, %42
%44 = load i32, i32* %11
%45 = load i32, i32* %7
%46 = icmp ule i32 %44, %45
br i1 %46, label %47, label %55
47: ; preds = %43
%48 = load i64*, i64** %9
%49 = load i32, i32* %11
%50 = zext i32 %49 to i64
%51 = getelementptr inbounds i64, i64* %48, i64 %50
store i64 0, i64* %51
br label %52
52: ; preds = %47
%53 = load i32, i32* %11
%54 = add i32 %53, 1
store i32 %54, i32* %11
br label %43
55: ; preds = %43
store i32 0, i32* %12
br label %56
56: ; preds = %81, %55
%57 = load i32, i32* %12
%58 = zext i32 %57 to i64
%59 = load i64, i64* %6
%60 = icmp ult i64 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %84
61: ; preds = %56
%62 = load i32*, i32** %5
%63 = load i32, i32* %12
%64 = zext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %62, i64 %64
%66 = load i32, i32* %65
%67 = load i32, i32* %7
%68 = icmp ule i32 %66, %67
%69 = zext i1 %68 to i32
%70 = call i32 @assert(i32 %69)
%71 = load i64*, i64** %9
%72 = load i32*, i32** %5
%73 = load i32, i32* %12
%74 = zext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %72, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = zext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds i64, i64* %71, i64 %77
%79 = load i64, i64* %78
%80 = add i64 %79, 1
store i64 %80, i64* %78
br label %81
81: ; preds = %61
%82 = load i32, i32* %12
%83 = add i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %12
br label %56
84: ; preds = %56
store i32 0, i32* %13
%85 = load i64*, i64** %9
%86 = getelementptr inbounds i64, i64* %85, i64 0
store i64 0, i64* %86
store i32 1, i32* %11
br label %87
87: ; preds = %109, %84
%88 = load i32, i32* %11
%89 = load i32, i32* %7
%90 = icmp ule i32 %88, %89
br i1 %90, label %91, label %112
91: ; preds = %87
%92 = load i32, i32* %13
%93 = zext i32 %92 to i64
%94 = load i64*, i64** %9
%95 = load i32, i32* %11
%96 = sub i32 %95, 1
%97 = zext i32 %96 to i64
%98 = getelementptr inbounds i64, i64* %94, i64 %97
%99 = load i64, i64* %98
%100 = add i64 %93, %99
%101 = shl i64 %100, 1
%102 = trunc i64 %101 to i32
store i32 %102, i32* %13
%103 = load i32, i32* %13
%104 = zext i32 %103 to i64
%105 = load i64*, i64** %10
%106 = load i32, i32* %11
%107 = zext i32 %106 to i64
%108 = getelementptr inbounds i64, i64* %105, i64 %107
store i64 %104, i64* %108
br label %109
109: ; preds = %91
%110 = load i32, i32* %11
%111 = add i32 %110, 1
store i32 %111, i32* %11
br label %87
112: ; preds = %87
store i32 0, i32* %12
br label %113
113: ; preds = %144, %112
%114 = load i32, i32* %12
%115 = zext i32 %114 to i64
%116 = load i64, i64* %6
%117 = icmp ult i64 %115, %116
br i1 %117, label %118, label %147
118: ; preds = %113
%119 = load i32*, i32** %5
%120 = load i32, i32* %12
%121 = zext i32 %120 to i64
%122 = getelementptr inbounds i32, i32* %119, i64 %121
%123 = load i32, i32* %122
store i32 %123, i32* %14
%124 = load i32, i32* %14
%125 = icmp ne i32 %124, 0
br i1 %125, label %126, label %143
126: ; preds = %118
%127 = load i64*, i64** %10
%128 = load i32, i32* %14
%129 = zext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds i64, i64* %127, i64 %129
%131 = load i64, i64* %130
%132 = trunc i64 %131 to i32
%133 = load i32*, i32** %8
%134 = load i32, i32* %12
%135 = zext i32 %134 to i64
%136 = getelementptr inbounds i32, i32* %133, i64 %135
store i32 %132, i32* %136
%137 = load i64*, i64** %10
%138 = load i32, i32* %14
%139 = zext i32 %138 to i64
%140 = getelementptr inbounds i64, i64* %137, i64 %139
%141 = load i64, i64* %140
%142 = add i64 %141, 1
store i64 %142, i64* %140
br label %143
143: ; preds = %126, %118
br label %144
144: ; preds = %143
%145 = load i32, i32* %12
%146 = add i32 %145, 1
store i32 %146, i32* %12
br label %113
147: ; preds = %113
%148 = load i64*, i64** %9
%149 = call i32 @free(i64* %148)
%150 = load i64*, i64** %10
%151 = call i32 @free(i64* %150)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @LengthsToSymbols(i32* nocapture %0, i64 %1, i32 %2, i32* nocapture writeonly %3) {
%5 = shl i32 %2, 3
%6 = add i32 %5, 8
%7 = tail call i64 @malloc(i32 %6)
%8 = inttoptr i64 %7 to i64*
%9 = inttoptr i64 %7 to i8*
%10 = tail call i64 @malloc(i32 %6)
%11 = inttoptr i64 %10 to i64*
%12 = icmp eq i64 %1, 0
br i1 %12, label %13, label %17
13: ; preds = %4
%14 = zext i32 %2 to i64
%15 = shl nuw nsw i64 %14, 3
%16 = add nuw nsw i64 %15, 8
br label %42
17: ; preds = %4, %17
%18 = phi i64 [ %21, %17 ], [ 0, %4 ]
%19 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %18
store i32 0, i32* %19
%20 = add nuw nsw i64 %18, 1
%21 = and i64 %20, 4294967295
%22 = icmp ult i64 %21, %1
br i1 %22, label %17, label %23
23: ; preds = %17
%24 = zext i32 %2 to i64
%25 = shl nuw nsw i64 %24, 3
%26 = add nuw nsw i64 %25, 8
br label %27
27: ; preds = %23, %27
%28 = phi i64 [ %40, %27 ], [ 0, %23 ]
%29 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %28
%30 = load i32, i32* %29
%31 = icmp ule i32 %30, %2
%32 = zext i1 %31 to i32
%33 = tail call i32 @assert(i32 %32)
%34 = load i32, i32* %29
%35 = zext i32 %34 to i64
%36 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %35
%37 = load i64, i64* %36
%38 = add i64 %37, 1
store i64 %38, i64* %36
%39 = add nuw nsw i64 %28, 1
%40 = and i64 %39, 4294967295
%41 = icmp ult i64 %40, %1
br i1 %41, label %27, label %42
42: ; preds = %27, %13
store i64 0, i64* %8
%43 = icmp eq i32 %2, 0
br i1 %43, label %69, label %44
44: ; preds = %42
%45 = add nuw i32 %2, 1
%46 = zext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i64, i64* %11, i64 1
store i64 0, i64* %47
%48 = icmp eq i32 %45, 2
br i1 %48, label %69, label %49
49: ; preds = %44
%50 = and i64 %46, 1
%51 = icmp eq i32 %45, 3
br i1 %51, label %57, label %52
52: ; preds = %49
%53 = add nsw i64 %46, -2
%54 = and i64 %53, -2
br label %70
55: ; preds = %70
%56 = and i64 %87, 4294967294
br label %57
57: ; preds = %55, %49
%58 = phi i64 [ 2, %49 ], [ %90, %55 ]
%59 = phi i64 [ 0, %49 ], [ %56, %55 ]
%60 = phi i64 [ 1, %49 ], [ %82, %55 ]
%61 = icmp eq i64 %50, 0
br i1 %61, label %69, label %62
62: ; preds = %57
%63 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %60
%64 = load i64, i64* %63
%65 = add i64 %64, %59
%66 = shl i64 %65, 1
%67 = and i64 %66, 4294967294
%68 = getelementptr inbounds i64, i64* %11, i64 %58
store i64 %67, i64* %68
br label %69
69: ; preds = %62, %57, %44, %42
br i1 %12, label %109, label %93
70: ; preds = %70, %52
%71 = phi i64 [ 2, %52 ], [ %90, %70 ]
%72 = phi i64 [ 0, %52 ], [ %87, %70 ]
%73 = phi i64 [ 1, %52 ], [ %82, %70 ]
%74 = phi i64 [ 0, %52 ], [ %91, %70 ]
%75 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %73
%76 = load i64, i64* %75
%77 = and i64 %72, 4294967294
%78 = add i64 %76, %77
%79 = shl i64 %78, 1
%80 = and i64 %79, 4294967294
%81 = getelementptr inbounds i64, i64* %11, i64 %71
store i64 %80, i64* %81
%82 = or i64 %71, 1
%83 = getelementptr inbounds i64, i64* %8, i64 %71
%84 = load i64, i64* %83
%85 = and i64 %79, 4294967294
%86 = add i64 %84, %85
%87 = shl i64 %86, 1
%88 = and i64 %87, 4294967294
%89 = getelementptr inbounds i64, i64* %11, i64 %82
store i64 %88, i64* %89
%90 = add nuw nsw i64 %71, 2
%91 = add i64 %74, 2
%92 = icmp eq i64 %91, %54
br i1 %92, label %55, label %70
93: ; preds = %69, %105
%94 = phi i64 [ %107, %105 ], [ 0, %69 ]
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
%97 = icmp eq i32 %96, 0
br i1 %97, label %105, label %98
98: ; preds = %93
%99 = zext i32 %96 to i64
%100 = getelementptr inbounds i64, i64* %11, i64 %99
%101 = load i64, i64* %100
%102 = trunc i64 %101 to i32
%103 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %94
store i32 %102, i32* %103
%104 = add i64 %101, 1
store i64 %104, i64* %100
br label %105
105: ; preds = %98, %93
%106 = add nuw nsw i64 %94, 1
%107 = and i64 %106, 4294967295
%108 = icmp ult i64 %107, %1
br i1 %108, label %93, label %109
109: ; preds = %105, %69
%110 = tail call i32 @free(i64* %8)
%111 = tail call i32 @free(i64* %11)
ret void
}