#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 *, int, ...);
int rand();
int /*<<< orphan*/ srand(int /*<<< orphan*/);
int /*<<< orphan*/ time(int /*<<< orphan*/ *);
int main() {
  long runs = 100000000;
  int min = 0x7FFFFFFF;
  int max = 0;
  long sum = 0;
  int nums[40];
  for (int i = 0; i < 40; i++) {
    nums[i] = 0;
  }
  srand(time(NULL));
  for (int it = 0; it < runs; it++) {
    int x = 1;
    int idx = 0;
    int rand_v = rand();
    while ((rand_v & (1 << idx)) != 0) {
      x++;
      idx++;
      if (idx >= 30) {
        idx = 0;
        rand_v = rand();
      }
    }
    sum += x;
    if (x < min) {
      min = x;
    }
    if (x > max) {
      max = x;
    }
    nums[x]++;
  }
  printf("avg: %f\n", sum * 1.0 / runs);
  printf("max: %d\n", max);
  printf("min: %d\n", min);
  for (int i = 0; i < 40; i++) {
    printf("%d: %d\n", i, nums[i]);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xe0,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movq   $0x5f5e100,-0x10(%rbp)
05
movl   $0x7fffffff,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movq   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0xc4(%rbp)
cmpl   $0x28,-0xc4(%rbp)
jge    11ad <main+0x6d>
movslq -0xc4(%rbp),%rax
movl   $0x0,-0xc0(%rbp,%rax,4)
mov    -0xc4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc4(%rbp)
jmp    117a <main+0x3a>
xor    %eax,%eax
mov    %eax,%edi
call   1050 <time@plt>
mov    %eax,%edi
call   1040 <srand@plt>
movl   $0x0,-0xc8(%rbp)
movslq -0xc8(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jge    12cb <main+0x18b>
movl   $0x1,-0xcc(%rbp)
movl   $0x0,-0xd0(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1060 <rand@plt>
mov    %eax,-0xd4(%rbp)
mov    -0xd4(%rbp),%eax
mov    -0xd0(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%edx
shl    %cl,%edx
mov    %edx,%ecx
and    %ecx,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1260 <main+0x120>
mov    -0xcc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xcc(%rbp)
mov    -0xd0(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xd0(%rbp)
cmpl   $0x1e,-0xd0(%rbp)
jl     125b <main+0x11b>
movl   $0x0,-0xd0(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1060 <rand@plt>
mov    %eax,-0xd4(%rbp)
jmp    11f9 <main+0xb9>
movslq -0xcc(%rbp),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xcc(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1287 <main+0x147>
mov    -0xcc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0xcc(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jle    129f <main+0x15f>
mov    -0xcc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
movslq -0xcc(%rbp),%rax
mov    -0xc0(%rbp,%rax,4),%ecx
add    $0x1,%ecx
mov    %ecx,-0xc0(%rbp,%rax,4)
mov    -0xc8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc8(%rbp)
jmp    11c7 <main+0x87>
cvtsi2sdq -0x20(%rbp),%xmm0
movsd  0xd27(%rip),%xmm1
mulsd  %xmm1,%xmm0
cvtsi2sdq -0x10(%rbp),%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%esi
lea    0xd16(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x18(%rbp),%esi
lea    0xd0e(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x14(%rbp),%esi
lea    0xd06(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0xd8(%rbp)
cmpl   $0x28,-0xd8(%rbp)
jge    1368 <main+0x228>
mov    -0xd8(%rbp),%esi
movslq -0xd8(%rbp),%rax
mov    -0xc0(%rbp,%rax,4),%edx
lea    0xcd6(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
mov    -0xd8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xd8(%rbp)
jmp    1325 <main+0x1e5>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0xe0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xa8,%rsp
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,0x90(%rsp)
movaps %xmm0,0x80(%rsp)
movaps %xmm0,0x70(%rsp)
movaps %xmm0,0x60(%rsp)
movaps %xmm0,0x50(%rsp)
movaps %xmm0,0x40(%rsp)
movaps %xmm0,0x30(%rsp)
movaps %xmm0,0x20(%rsp)
movaps %xmm0,0x10(%rsp)
movaps %xmm0,(%rsp)
xor    %edi,%edi
call   1050 <time@plt>
mov    %eax,%edi
call   1040 <srand@plt>
mov    $0x7fffffff,%r14d
xor    %r13d,%r13d
xor    %r15d,%r15d
xor    %r12d,%r12d
jmp    11d4 <main+0x94>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebp,%eax
add    %rax,%r15
cmp    %r14d,%ebp
cmovl  %ebp,%r14d
cmp    %r12d,%ebp
cmovg  %ebp,%r12d
addl   $0x1,(%rsp,%rax,4)
add    $0x1,%r13d
cmp    $0x5f5e100,%r13d
je     120b <main+0xcb>
xor    %eax,%eax
call   1060 <rand@plt>
mov    $0x1,%ebp
test   $0x1,%al
je     11b0 <main+0x70>
mov    $0x1,%ebp
xor    %ebx,%ebx
jmp    1201 <main+0xc1>
nopl   (%rax)
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1060 <rand@plt>
add    $0x1,%ebp
bt     %ebx,%eax
jae    11b0 <main+0x70>
cmp    $0x1d,%ebx
jge    11f0 <main+0xb0>
add    $0x1,%ebx
jmp    11f9 <main+0xb9>
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %r15,%xmm0
divsd  0xde5(%rip),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%esi
lea    0xde2(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xddd(%rip),%rdi
mov    %r12d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xdd5(%rip),%rdi
mov    %r14d,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xdcd(%rip),%rbx
xor    %ebp,%ebp
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    (%rsp,%rbp,4),%edx
mov    %rbx,%rdi
mov    %ebp,%esi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
add    $0x1,%rbp
cmp    $0x28,%rbp
jne    1260 <main+0x120>
xor    %eax,%eax
add    $0xa8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [9 x i8] c"avg: %f\0A\00"
@.str.1 = [9 x i8] c"max: %d\0A\00"
@.str.2 = [9 x i8] c"min: %d\0A\00"
@.str.3 = [8 x i8] c"%d: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i64
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca [40 x i32]
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i64 100000000, i64* %2
store i32 2147483647, i32* %3
store i32 0, i32* %4
store i64 0, i64* %5
store i32 0, i32* %7
br label %13
13: ; preds = %20, %0
%14 = load i32, i32* %7
%15 = icmp slt i32 %14, 40
br i1 %15, label %16, label %23
16: ; preds = %13
%17 = load i32, i32* %7
%18 = sext i32 %17 to i64
%19 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %6, i64 0, i64 %18
store i32 0, i32* %19
br label %20
20: ; preds = %16
%21 = load i32, i32* %7
%22 = add nsw i32 %21, 1
store i32 %22, i32* %7
br label %13
23: ; preds = %13
%24 = call i32 @time(i32* null)
%25 = call i32 @srand(i32 %24)
store i32 0, i32* %8
br label %26
26: ; preds = %71, %23
%27 = load i32, i32* %8
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = load i64, i64* %2
%30 = icmp slt i64 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %74
31: ; preds = %26
store i32 1, i32* %9
store i32 0, i32* %10
%32 = call i32 (...) @rand()
store i32 %32, i32* %11
br label %33
33: ; preds = %48, %31
%34 = load i32, i32* %11
%35 = load i32, i32* %10
%36 = shl i32 1, %35
%37 = and i32 %34, %36
%38 = icmp ne i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %49
39: ; preds = %33
%40 = load i32, i32* %9
%41 = add nsw i32 %40, 1
store i32 %41, i32* %9
%42 = load i32, i32* %10
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %10
%44 = load i32, i32* %10
%45 = icmp sge i32 %44, 30
br i1 %45, label %46, label %48
46: ; preds = %39
store i32 0, i32* %10
%47 = call i32 (...) @rand()
store i32 %47, i32* %11
br label %48
48: ; preds = %46, %39
br label %33
49: ; preds = %33
%50 = load i32, i32* %9
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = load i64, i64* %5
%53 = add nsw i64 %52, %51
store i64 %53, i64* %5
%54 = load i32, i32* %9
%55 = load i32, i32* %3
%56 = icmp slt i32 %54, %55
br i1 %56, label %57, label %59
57: ; preds = %49
%58 = load i32, i32* %9
store i32 %58, i32* %3
br label %59
59: ; preds = %57, %49
%60 = load i32, i32* %9
%61 = load i32, i32* %4
%62 = icmp sgt i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %65
63: ; preds = %59
%64 = load i32, i32* %9
store i32 %64, i32* %4
br label %65
65: ; preds = %63, %59
%66 = load i32, i32* %9
%67 = sext i32 %66 to i64
%68 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %6, i64 0, i64 %67
%69 = load i32, i32* %68
%70 = add nsw i32 %69, 1
store i32 %70, i32* %68
br label %71
71: ; preds = %65
%72 = load i32, i32* %8
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %8
br label %26
74: ; preds = %26
%75 = load i64, i64* %5
%76 = sitofp i64 %75 to double
%77 = fmul double %76, 1.000000e+00
%78 = load i64, i64* %2
%79 = sitofp i64 %78 to double
%80 = fdiv double %77, %79
%81 = fptosi double %80 to i32
%82 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %81)
%83 = load i32, i32* %4
%84 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %83)
%85 = load i32, i32* %3
%86 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %85)
store i32 0, i32* %12
br label %87
87: ; preds = %97, %74
%88 = load i32, i32* %12
%89 = icmp slt i32 %88, 40
br i1 %89, label %90, label %100
90: ; preds = %87
%91 = load i32, i32* %12
%92 = load i32, i32* %12
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %6, i64 0, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([8 x i8], [8 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %91, i32 %95)
br label %97
97: ; preds = %90
%98 = load i32, i32* %12
%99 = add nsw i32 %98, 1
store i32 %99, i32* %12
br label %87
100: ; preds = %87
%101 = load i32, i32* %1
ret i32 %101
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [9 x i8] c"avg: %f\0A\00"
@.str.1 = [9 x i8] c"max: %d\0A\00"
@.str.2 = [9 x i8] c"min: %d\0A\00"
@.str.3 = [8 x i8] c"%d: %d\0A\00"
define i32 @main() {
%1 = alloca [40 x i32]
%2 = bitcast [40 x i32]* %1 to i8*
%3 = tail call i32 @time(i32* null)
%4 = tail call i32 @srand(i32 %3)
br label %12
5: ; preds = %35
%6 = sitofp i64 %38 to double
%7 = fdiv double %6, 1.000000e+08
%8 = fptosi double %7 to i32
%9 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %8)
%10 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %42)
%11 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([9 x i8], [9 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %40)
br label %49
12: ; preds = %0, %35
%13 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %46, %35 ]
%14 = phi i64 [ 0, %0 ], [ %38, %35 ]
%15 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %42, %35 ]
%16 = phi i32 [ 2147483647, %0 ], [ %40, %35 ]
%17 = tail call i32 (...) @rand()
%18 = and i32 %17, 1
%19 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %19, label %35, label %20
20: ; preds = %12, %29
%21 = phi i32 [ %31, %29 ], [ %17, %12 ]
%22 = phi i32 [ %30, %29 ], [ 0, %12 ]
%23 = phi i32 [ %24, %29 ], [ 1, %12 ]
%24 = add nuw nsw i32 %23, 1
%25 = add nsw i32 %22, 1
%26 = icmp sgt i32 %22, 28
br i1 %26, label %27, label %29
27: ; preds = %20
%28 = tail call i32 (...) @rand()
br label %29
29: ; preds = %27, %20
%30 = phi i32 [ 0, %27 ], [ %25, %20 ]
%31 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %21, %20 ]
%32 = shl nuw nsw i32 1, %30
%33 = and i32 %31, %32
%34 = icmp eq i32 %33, 0
br i1 %34, label %35, label %20
35: ; preds = %29, %12
%36 = phi i32 [ 1, %12 ], [ %24, %29 ]
%37 = zext i32 %36 to i64
%38 = add nuw nsw i64 %14, %37
%39 = icmp slt i32 %36, %16
%40 = select i1 %39, i32 %36, i32 %16
%41 = icmp sgt i32 %36, %15
%42 = select i1 %41, i32 %36, i32 %15
%43 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %1, i64 0, i64 %37
%44 = load i32, i32* %43
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %43
%46 = add nuw nsw i32 %13, 1
%47 = icmp eq i32 %46, 100000000
br i1 %47, label %5, label %12
48: ; preds = %49
ret i32 0
49: ; preds = %5, %49
%50 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %55, %49 ]
%51 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %1, i64 0, i64 %50
%52 = load i32, i32* %51
%53 = trunc i64 %50 to i32
%54 = tail call i32 (i8*, i32, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([8 x i8], [8 x i8]* @.str.3, i64 0, i64 0), i32 %53, i32 %52)
%55 = add nuw nsw i64 %50, 1
%56 = icmp eq i64 %55, 40
br i1 %56, label %48, label %49
}