#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 */
struct rle_reader {
  int dummy;
};

/* Variables and functions */
int get_rle(struct rle_reader *);
int rle_get_bit(struct rle_reader *);
int decode(struct rle_reader *rle, int *val, int num, int plane) {
  int int_bits = sizeof(int) * 8;
  int sgn_pos = int_bits - 1;
  int sig_pos = int_bits - 2;
  int ref_pos = int_bits - 3;
  int sig_mask = 1 << sig_pos;
  int ref_mask = 1 << ref_pos;
  for (int i = 0; i < num; ++i) {
    if (!(val[i] & ref_mask)) {
      int bit = get_rle(rle);
      if (bit < 0)
        return bit;
      val[i] |= bit << plane;
      if (bit) {
        int sgn = rle_get_bit(rle);
        if (sgn < 0)
          return sgn;
        val[i] |= (sgn << sgn_pos) | sig_mask;
      }
    }
  }
  for (int i = 0; i < num; ++i) {
    if (val[i] & ref_mask) {
      int bit = rle_get_bit(rle);
      if (bit < 0)
        return bit;
      val[i] |= bit << plane;
    } else if (val[i] & sig_mask) {
      val[i] ^= sig_mask | ref_mask;
    }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<decode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    %ecx,-0x20(%rbp)
movl   $0x20,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
sub    $0x3,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%ecx
mov    $0x1,%eax
shl    %cl,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    122f <decode+0x10f>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
and    -0x38(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    121c <decode+0xfc>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1040 <get_rle@plt>
mov    %eax,-0x40(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x40(%rbp)
jge    11bd <decode+0x9d>
mov    -0x40(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12df <decode+0x1bf>
mov    -0x40(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
shl    %cl,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
or     (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
cmpl   $0x0,-0x40(%rbp)
je     1217 <decode+0xf7>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <rle_get_bit@plt>
mov    %eax,-0x44(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x44(%rbp)
jge    11fe <decode+0xde>
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12df <decode+0x1bf>
mov    -0x44(%rbp),%edx
mov    -0x28(%rbp),%ecx
shl    %cl,%edx
or     -0x34(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
or     (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    121c <decode+0xfc>
jmp    1221 <decode+0x101>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    1179 <decode+0x59>
movl   $0x0,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    12d8 <decode+0x1b8>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
and    -0x38(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1295 <decode+0x175>
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <rle_get_bit@plt>
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4c(%rbp)
jge    127a <decode+0x15a>
mov    -0x4c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12df <decode+0x1bf>
mov    -0x4c(%rbp),%edx
mov    -0x20(%rbp),%ecx
shl    %cl,%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
or     (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12c5 <decode+0x1a5>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
and    -0x34(%rbp),%eax
cmp    $0x0,%eax
je     12c0 <decode+0x1a0>
mov    -0x34(%rbp),%edx
or     -0x38(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x48(%rbp),%rcx
xor    (%rax,%rcx,4),%edx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    12c5 <decode+0x1a5>
jmp    12ca <decode+0x1aa>
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    1236 <decode+0x116>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<decode>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %edx,%edx
jle    11e6 <decode+0xc6>
mov    %ecx,%r14d
mov    %edx,%r15d
mov    %rsi,%rbx
mov    %rdi,%r12
mov    %edx,%r13d
xor    %ebp,%ebp
jmp    1159 <decode+0x39>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r13
je     1196 <decode+0x76>
testb  $0x20,0x3(%rbx,%rbp,4)
jne    1150 <decode+0x30>
mov    %r12,%rdi
call   1040 <get_rle@plt>
test   %eax,%eax
js     11e8 <decode+0xc8>
mov    %eax,%edx
mov    %r14d,%ecx
shl    %cl,%edx
or     %edx,(%rbx,%rbp,4)
test   %eax,%eax
je     1150 <decode+0x30>
mov    %r12,%rdi
call   1030 <rle_get_bit@plt>
test   %eax,%eax
js     11e8 <decode+0xc8>
shl    $0x1f,%eax
or     (%rbx,%rbp,4),%eax
or     $0x40000000,%eax
mov    %eax,(%rbx,%rbp,4)
jmp    1150 <decode+0x30>
test   %r15d,%r15d
jle    11e6 <decode+0xc6>
xor    %ebp,%ebp
jmp    11ac <decode+0x8c>
nop
mov    %eax,(%rbx,%rbp,4)
add    $0x1,%rbp
cmp    %rbp,%r13
je     11e6 <decode+0xc6>
mov    (%rbx,%rbp,4),%eax
test   $0x20000000,%eax
jne    11d0 <decode+0xb0>
test   $0x40000000,%eax
je     11a3 <decode+0x83>
xor    $0x60000000,%eax
jmp    11a0 <decode+0x80>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
mov    %r12,%rdi
call   1030 <rle_get_bit@plt>
test   %eax,%eax
js     11e8 <decode+0xc8>
mov    %r14d,%ecx
shl    %cl,%eax
or     (%rbx,%rbp,4),%eax
jmp    11a0 <decode+0x80>
xor    %eax,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
%struct.rle_reader = type { i32 }
define i32 @decode(%struct.rle_reader* %0, i32* nocapture %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %59
6: ; preds = %4
%7 = zext i32 %2 to i64
br label %11
8: ; preds = %33
br i1 %5, label %9, label %59
9: ; preds = %8
%10 = zext i32 %2 to i64
br label %36
11: ; preds = %6, %33
%12 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %34, %33 ]
%13 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %12
%14 = load i32, i32* %13
%15 = and i32 %14, 536870912
%16 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %16, label %17, label %33
17: ; preds = %11
%18 = tail call i32 @get_rle(%struct.rle_reader* %0)
%19 = icmp slt i32 %18, 0
br i1 %19, label %59, label %20
20: ; preds = %17
%21 = shl i32 %18, %3
%22 = load i32, i32* %13
%23 = or i32 %22, %21
store i32 %23, i32* %13
%24 = icmp eq i32 %18, 0
br i1 %24, label %33, label %25
25: ; preds = %20
%26 = tail call i32 @rle_get_bit(%struct.rle_reader* %0)
%27 = icmp slt i32 %26, 0
br i1 %27, label %59, label %28
28: ; preds = %25
%29 = shl i32 %26, 31
%30 = or i32 %29, 1073741824
%31 = load i32, i32* %13
%32 = or i32 %31, %30
store i32 %32, i32* %13
br label %33
33: ; preds = %20, %28, %11
%34 = add nuw nsw i64 %12, 1
%35 = icmp eq i64 %34, %7
br i1 %35, label %8, label %11
36: ; preds = %9, %56
%37 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %57, %56 ]
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %37
%39 = load i32, i32* %38
%40 = and i32 %39, 536870912
%41 = icmp eq i32 %40, 0
br i1 %41, label %49, label %42
42: ; preds = %36
%43 = tail call i32 @rle_get_bit(%struct.rle_reader* %0)
%44 = icmp slt i32 %43, 0
br i1 %44, label %59, label %45
45: ; preds = %42
%46 = shl i32 %43, %3
%47 = load i32, i32* %38
%48 = or i32 %47, %46
br label %54
49: ; preds = %36
%50 = and i32 %39, 1073741824
%51 = icmp eq i32 %50, 0
br i1 %51, label %56, label %52
52: ; preds = %49
%53 = xor i32 %39, 1610612736
br label %54
54: ; preds = %52, %45
%55 = phi i32 [ %48, %45 ], [ %53, %52 ]
store i32 %55, i32* %38
br label %56
56: ; preds = %54, %49
%57 = add nuw nsw i64 %37, 1
%58 = icmp eq i64 %57, %10
br i1 %58, label %59, label %36
59: ; preds = %25, %17, %42, %56, %4, %8
%60 = phi i32 [ 0, %8 ], [ 0, %4 ], [ %43, %42 ], [ 0, %56 ], [ %26, %25 ], [ %18, %17 ]
ret i32 %60
}