#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 */
unsigned long abs(unsigned long);
int /*<<< orphan*/ printf(char *, unsigned int);
int /*<<< orphan*/ scanf(char *, unsigned long *, unsigned long *,
                         unsigned long *, unsigned long *);
int main(int argc, char *argv[]) {
  unsigned long int a, b, c, d, temp;
  unsigned int i;
  scanf("%lu %lu %lu %lu", &a, &b, &c, &d);
  while (a != 0) {
    i = 0;
    while (!(a == b && b == c && c == d)) {
      i += 1;
      temp = a;
      a = abs(a - b);
      b = abs(b - c);
      c = abs(c - d);
      d = abs(d - temp);
    }
    printf("%u\n", i);
    scanf("%lu %lu %lu %lu", &a, &b, &c, &d);
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
lea    0xeb3(%rip),%rdi
lea    -0x18(%rbp),%rsi
lea    -0x20(%rbp),%rdx
lea    -0x28(%rbp),%rcx
lea    -0x30(%rbp),%r8
call   1050 <scanf@plt>
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
je     1244 <main+0x114>
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x3d(%rbp)
jne    11a8 <main+0x78>
mov    -0x20(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x3d(%rbp)
jne    11a8 <main+0x78>
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x30(%rbp),%rax
sete   %al
mov    %al,-0x3d(%rbp)
mov    -0x3d(%rbp),%al
xor    $0xff,%al
test   $0x1,%al
jne    11ba <main+0x8a>
jmp    1214 <main+0xe4>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rdi
sub    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rdi
sub    -0x28(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rdi
sub    -0x30(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rdi
sub    -0x38(%rbp),%rdi
call   1030 <abs@plt>
mov    %rax,-0x30(%rbp)
jmp    1174 <main+0x44>
mov    -0x3c(%rbp),%esi
lea    0xdf2(%rip),%rdi
call   1040 <printf@plt>
lea    0xdd6(%rip),%rdi
lea    -0x18(%rbp),%rsi
lea    -0x20(%rbp),%rdx
lea    -0x28(%rbp),%rcx
lea    -0x30(%rbp),%r8
call   1050 <scanf@plt>
jmp    1162 <main+0x32>
xor    %eax,%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x28,%rsp
lea    0xecb(%rip),%rdi
lea    0x8(%rsp),%rsi
lea    0x20(%rsp),%rdx
lea    0x18(%rsp),%rcx
lea    0x10(%rsp),%r8
call   1040 <scanf@plt>
mov    0x8(%rsp),%r8
test   %r8,%r8
je     121f <main+0xff>
lea    0x8(%rsp),%r12
lea    0x20(%rsp),%r13
lea    0x18(%rsp),%r14
lea    0x10(%rsp),%r15
mov    0x20(%rsp),%rbp
mov    0x18(%rsp),%rdx
xor    %esi,%esi
mov    0x10(%rsp),%rdi
jmp    11db <main+0xbb>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
add    $0x1,%esi
mov    %rbx,%rax
neg    %rax
cmovs  %rbx,%rax
sub    %rdx,%rbp
mov    %rbp,%rcx
neg    %rcx
cmovns %rcx,%rbp
mov    %rax,0x8(%rsp)
mov    %rbp,0x20(%rsp)
sub    %rdi,%rdx
mov    %rdx,%rcx
neg    %rcx
cmovns %rcx,%rdx
mov    %rdx,0x18(%rsp)
sub    %r8,%rdi
mov    %rdi,%rcx
neg    %rcx
cmovns %rcx,%rdi
mov    %rdi,0x10(%rsp)
mov    %rax,%r8
mov    %r8,%rbx
sub    %rbp,%rbx
jne    1190 <main+0x70>
cmp    %rdx,%rbp
jne    1190 <main+0x70>
cmp    %rdi,%rdx
jne    1190 <main+0x70>
lea    0xe1c(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
lea    0xe00(%rip),%rdi
mov    %r12,%rsi
mov    %r13,%rdx
mov    %r14,%rcx
mov    %r15,%r8
call   1040 <scanf@plt>
mov    0x8(%rsp),%r8
test   %r8,%r8
jne    1170 <main+0x50>
xor    %eax,%eax
add    $0x28,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [16 x i8] c"%lu %lu %lu %lu\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%u\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i32
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
%12 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64* %6, i64* %7, i64* %8, i64* %9)
br label %13
13: ; preds = %52, %2
%14 = load i64, i64* %6
%15 = icmp ne i64 %14, 0
br i1 %15, label %16, label %56
16: ; preds = %13
store i32 0, i32* %11
br label %17
17: ; preds = %32, %16
%18 = load i64, i64* %6
%19 = load i64, i64* %7
%20 = icmp eq i64 %18, %19
br i1 %20, label %21, label %29
21: ; preds = %17
%22 = load i64, i64* %7
%23 = load i64, i64* %8
%24 = icmp eq i64 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %29
25: ; preds = %21
%26 = load i64, i64* %8
%27 = load i64, i64* %9
%28 = icmp eq i64 %26, %27
br label %29
29: ; preds = %25, %21, %17
%30 = phi i1 [ false, %21 ], [ false, %17 ], [ %28, %25 ]
%31 = xor i1 %30, true
br i1 %31, label %32, label %52
32: ; preds = %29
%33 = load i32, i32* %11
%34 = add i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %11
%35 = load i64, i64* %6
store i64 %35, i64* %10
%36 = load i64, i64* %6
%37 = load i64, i64* %7
%38 = sub i64 %36, %37
%39 = call i64 @abs(i64 %38)
store i64 %39, i64* %6
%40 = load i64, i64* %7
%41 = load i64, i64* %8
%42 = sub i64 %40, %41
%43 = call i64 @abs(i64 %42)
store i64 %43, i64* %7
%44 = load i64, i64* %8
%45 = load i64, i64* %9
%46 = sub i64 %44, %45
%47 = call i64 @abs(i64 %46)
store i64 %47, i64* %8
%48 = load i64, i64* %9
%49 = load i64, i64* %10
%50 = sub i64 %48, %49
%51 = call i64 @abs(i64 %50)
store i64 %51, i64* %9
br label %17
52: ; preds = %29
%53 = load i32, i32* %11
%54 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %53)
%55 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64* %6, i64* %7, i64* %8, i64* %9)
br label %13
56: ; preds = %13
ret i32 0
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [16 x i8] c"%lu %lu %lu %lu\00"
@.str.1 = [4 x i8] c"%u\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture readnone %1) {
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = bitcast i64* %3 to i8*
%8 = bitcast i64* %4 to i8*
%9 = bitcast i64* %5 to i8*
%10 = bitcast i64* %6 to i8*
%11 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64* %3, i64* %4, i64* %5, i64* %6)
%12 = load i64, i64* %3
%13 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %13, label %45, label %14
14: ; preds = %2, %40
%15 = phi i64 [ %43, %40 ], [ %12, %2 ]
%16 = load i64, i64* %4
%17 = load i64, i64* %5
%18 = load i64, i64* %6
br label %19
19: ; preds = %14, %30
%20 = phi i64 [ %39, %30 ], [ %18, %14 ]
%21 = phi i64 [ %37, %30 ], [ %17, %14 ]
%22 = phi i64 [ %35, %30 ], [ %16, %14 ]
%23 = phi i64 [ %33, %30 ], [ %15, %14 ]
%24 = phi i32 [ %31, %30 ], [ 0, %14 ]
%25 = icmp eq i64 %23, %22
br i1 %25, label %26, label %30
26: ; preds = %19
%27 = icmp eq i64 %22, %21
%28 = icmp eq i64 %21, %20
%29 = select i1 %27, i1 %28, i1 false
br i1 %29, label %40, label %30
30: ; preds = %19, %26
%31 = add i32 %24, 1
%32 = sub i64 %23, %22
%33 = call i64 @llvm.abs.i64(i64 %32, i1 true)
store i64 %33, i64* %3
%34 = sub i64 %22, %21
%35 = call i64 @llvm.abs.i64(i64 %34, i1 true)
store i64 %35, i64* %4
%36 = sub i64 %21, %20
%37 = call i64 @llvm.abs.i64(i64 %36, i1 true)
store i64 %37, i64* %5
%38 = sub i64 %20, %23
%39 = call i64 @llvm.abs.i64(i64 %38, i1 true)
store i64 %39, i64* %6
br label %19
40: ; preds = %26
%41 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %24)
%42 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64* %3, i64* %4, i64* %5, i64* %6)
%43 = load i64, i64* %3
%44 = icmp eq i64 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %14
45: ; preds = %40, %2
ret i32 0
}