#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 */
typedef unsigned long long uint64_t;
typedef int uint32_t;

/* Variables and functions */
int hamming(unsigned long long);
int bitset_range_cardinality(uint64_t *bitmap, uint32_t start, uint32_t end) {
  if (start >= end) {
    return 0;
  }
  int firstword = start / 64;
  int endword = (end - 1) / 64;
  if (firstword == endword) {
    return hamming(bitmap[firstword] & (((~(0ULL)) << (start % 64)) &
                                        ((~(0ULL)) >> (64 - (end % 64)))));
  }
  int answer = hamming(bitmap[firstword] & ((~(0ULL)) << (start % 64)));
  for (int i = firstword + 1; i < endword; i++) {
    answer += hamming(bitmap[i]);
  }
  answer += hamming(bitmap[endword] & ((~(0ULL)) >> (64 - (end % 64))));
  return answer;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bitset_range_cardinality>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %esi,-0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x18(%rbp)
mov    -0x14(%rbp),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jl     113a <bitset_range_cardinality+0x2a>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1270 <bitset_range_cardinality+0x160>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jne    11c6 <bitset_range_cardinality+0xb6>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0xffffffffffffffff,%rax
shl    %cl,%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    $0x40,%ecx
sub    %edx,%ecx
mov    %ecx,%ecx
mov    $0xffffffffffffffff,%rdx
shr    %cl,%rdx
mov    %rdx,%rcx
and    %rcx,%rax
and    %rax,%rdi
call   1030 <hamming@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1270 <bitset_range_cardinality+0x160>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0xffffffffffffffff,%rax
shl    %cl,%rax
and    %rax,%rdi
call   1030 <hamming@plt>
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1230 <bitset_range_cardinality+0x120>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
call   1030 <hamming@plt>
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11ff <bitset_range_cardinality+0xef>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    $0x40,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    $0x40,%eax
sub    %edx,%eax
mov    %eax,%eax
mov    %eax,%ecx
mov    $0xffffffffffffffff,%rax
shr    %cl,%rax
and    %rax,%rdi
call   1030 <hamming@plt>
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bitset_range_cardinality>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%esi
jge    1204 <bitset_range_cardinality+0xf4>
mov    %edx,%r12d
mov    %rdi,%r14
lea    -0x1(%r12),%eax
lea    0x3e(%r12),%r15d
test   %eax,%eax
cmovns %eax,%r15d
sar    $0x6,%r15d
lea    0x3f(%rsi),%eax
test   %esi,%esi
cmovns %esi,%eax
mov    %eax,%r13d
and    $0xffffffc0,%eax
sub    %eax,%esi
mov    $0xffffffffffffffff,%rdi
mov    %esi,%ecx
shl    %cl,%rdi
sar    $0x6,%r13d
movslq %r13d,%rbx
mov    (%r14,%rbx,8),%rax
cmp    %r15d,%r13d
jne    11a2 <bitset_range_cardinality+0x92>
lea    0x3f(%r12),%ecx
test   %r12d,%r12d
cmovns %r12d,%ecx
and    $0xc0,%ecx
sub    %ecx,%r12d
neg    %r12b
mov    %r12d,%ecx
shl    %cl,%rdi
shr    %cl,%rdi
and    %rax,%rdi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <hamming@plt>
and    %rdi,%rax
mov    %rax,%rdi
call   1030 <hamming@plt>
mov    %eax,%ebp
add    $0x1,%r13d
cmp    %r15d,%r13d
jge    11d6 <bitset_range_cardinality+0xc6>
add    $0x1,%rbx
movslq %r15d,%r15
nop
mov    (%r14,%rbx,8),%rdi
call   1030 <hamming@plt>
add    %eax,%ebp
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbx,%r15
jne    11c0 <bitset_range_cardinality+0xb0>
jmp    11d9 <bitset_range_cardinality+0xc9>
movslq %r15d,%r15
mov    (%r14,%r15,8),%rdi
lea    0x3f(%r12),%eax
test   %r12d,%r12d
cmovns %r12d,%eax
and    $0xc0,%eax
sub    %eax,%r12d
neg    %r12b
mov    %r12d,%ecx
shl    %cl,%rdi
shr    %cl,%rdi
call   1030 <hamming@plt>
add    %ebp,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @bitset_range_cardinality(i64* %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i64* %0, i64** %5
store i32 %1, i32* %6
store i32 %2, i32* %7
%12 = load i32, i32* %6
%13 = load i32, i32* %7
%14 = icmp sge i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %16
15: ; preds = %3
store i32 0, i32* %4
br label %89
16: ; preds = %3
%17 = load i32, i32* %6
%18 = sdiv i32 %17, 64
store i32 %18, i32* %8
%19 = load i32, i32* %7
%20 = sub nsw i32 %19, 1
%21 = sdiv i32 %20, 64
store i32 %21, i32* %9
%22 = load i32, i32* %8
%23 = load i32, i32* %9
%24 = icmp eq i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %43
25: ; preds = %16
%26 = load i64*, i64** %5
%27 = load i32, i32* %8
%28 = sext i32 %27 to i64
%29 = getelementptr inbounds i64, i64* %26, i64 %28
%30 = load i64, i64* %29
%31 = load i32, i32* %6
%32 = srem i32 %31, 64
%33 = zext i32 %32 to i64
%34 = shl i64 -1, %33
%35 = load i32, i32* %7
%36 = srem i32 %35, 64
%37 = sub nsw i32 64, %36
%38 = zext i32 %37 to i64
%39 = lshr i64 -1, %38
%40 = and i64 %34, %39
%41 = and i64 %30, %40
%42 = call i32 @hamming(i64 %41)
store i32 %42, i32* %4
br label %89
43: ; preds = %16
%44 = load i64*, i64** %5
%45 = load i32, i32* %8
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i64, i64* %44, i64 %46
%48 = load i64, i64* %47
%49 = load i32, i32* %6
%50 = srem i32 %49, 64
%51 = zext i32 %50 to i64
%52 = shl i64 -1, %51
%53 = and i64 %48, %52
%54 = call i32 @hamming(i64 %53)
store i32 %54, i32* %10
%55 = load i32, i32* %8
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %11
br label %57
57: ; preds = %70, %43
%58 = load i32, i32* %11
%59 = load i32, i32* %9
%60 = icmp slt i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %73
61: ; preds = %57
%62 = load i64*, i64** %5
%63 = load i32, i32* %11
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = getelementptr inbounds i64, i64* %62, i64 %64
%66 = load i64, i64* %65
%67 = call i32 @hamming(i64 %66)
%68 = load i32, i32* %10
%69 = add nsw i32 %68, %67
store i32 %69, i32* %10
br label %70
70: ; preds = %61
%71 = load i32, i32* %11
%72 = add nsw i32 %71, 1
store i32 %72, i32* %11
br label %57
73: ; preds = %57
%74 = load i64*, i64** %5
%75 = load i32, i32* %9
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i64, i64* %74, i64 %76
%78 = load i64, i64* %77
%79 = load i32, i32* %7
%80 = srem i32 %79, 64
%81 = sub nsw i32 64, %80
%82 = zext i32 %81 to i64
%83 = lshr i64 -1, %82
%84 = and i64 %78, %83
%85 = call i32 @hamming(i64 %84)
%86 = load i32, i32* %10
%87 = add nsw i32 %86, %85
store i32 %87, i32* %10
%88 = load i32, i32* %10
store i32 %88, i32* %4
br label %89
89: ; preds = %73, %25, %15
%90 = load i32, i32* %4
ret i32 %90
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @bitset_range_cardinality(i64* nocapture %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %1, %2
br i1 %4, label %5, label %55
5: ; preds = %3
%6 = sdiv i32 %1, 64
%7 = add nsw i32 %2, -1
%8 = sdiv i32 %7, 64
%9 = icmp eq i32 %6, %8
%10 = sext i32 %6 to i64
%11 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %10
%12 = load i64, i64* %11
%13 = srem i32 %1, 64
%14 = zext i32 %13 to i64
%15 = shl nsw i64 -1, %14
br i1 %9, label %16, label %24
16: ; preds = %5
%17 = srem i32 %2, 64
%18 = sub nsw i32 64, %17
%19 = zext i32 %18 to i64
%20 = lshr i64 -1, %19
%21 = and i64 %20, %15
%22 = and i64 %21, %12
%23 = tail call i32 @hamming(i64 %22)
br label %55
24: ; preds = %5
%25 = and i64 %12, %15
%26 = tail call i32 @hamming(i64 %25)
%27 = add nsw i32 %6, 1
%28 = icmp slt i32 %27, %8
br i1 %28, label %31, label %29
29: ; preds = %24
%30 = sext i32 %8 to i64
br label %34
31: ; preds = %24
%32 = add nsw i64 %10, 1
%33 = sext i32 %8 to i64
br label %46
34: ; preds = %46, %29
%35 = phi i64 [ %30, %29 ], [ %33, %46 ]
%36 = phi i32 [ %26, %29 ], [ %52, %46 ]
%37 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %35
%38 = load i64, i64* %37
%39 = srem i32 %2, 64
%40 = sub nsw i32 64, %39
%41 = zext i32 %40 to i64
%42 = lshr i64 -1, %41
%43 = and i64 %38, %42
%44 = tail call i32 @hamming(i64 %43)
%45 = add nsw i32 %44, %36
br label %55
46: ; preds = %31, %46
%47 = phi i64 [ %32, %31 ], [ %53, %46 ]
%48 = phi i32 [ %26, %31 ], [ %52, %46 ]
%49 = getelementptr inbounds i64, i64* %0, i64 %47
%50 = load i64, i64* %49
%51 = tail call i32 @hamming(i64 %50)
%52 = add nsw i32 %51, %48
%53 = add nsw i64 %47, 1
%54 = icmp eq i64 %53, %33
br i1 %54, label %34, label %46
55: ; preds = %16, %34, %3
%56 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %23, %16 ], [ %45, %34 ]
ret i32 %56
}