#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 main() {
  int M = 2;
  int K = 4;
  int N = 4;
  int n[K + 1];
  int g[K + 1];
  int u[K + 1];
  int t[K + 1];
  int i, j, h, c, diff;
  for (i = 0; i <= K; i++) {
    g[i] = 0;
    u[i] = 1;
    n[i] = M;
  }
  c = 0;
  while (c < N && g[K] == 0) {
    for (h = 0; h <= K; h++)
      t[h] = g[h];
    i = 0;
    j = g[0] + u[0];
    while (j >= n[i] || j < 0) {
      u[i] = -u[i];
      i++;
      j = g[i] + u[i];
    }
    g[i] = j;
    diff = 0;
    for (h = 0; h <= K - 1; h++)
      diff += g[h] - t[h];
    assert(diff == 1 || diff == -1);
    c++;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x2,-0x8(%rbp)
movl   $0x4,-0xc(%rbp)
movl   $0x4,-0x10(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x70(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x68(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x60(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x58(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jg     1217 <main+0x107>
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    -0x60(%rbp),%rcx
mov    -0x68(%rbp),%rdx
movslq -0x3c(%rbp),%rsi
movl   $0x0,(%rdx,%rsi,4)
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
movl   $0x1,(%rcx,%rdx,4)
mov    -0x8(%rbp),%edx
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    11d1 <main+0xc1>
movl   $0x0,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x71(%rbp)
jge    1241 <main+0x131>
mov    -0x68(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
sete   %al
mov    %al,-0x71(%rbp)
mov    -0x71(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1251 <main+0x141>
jmp    1393 <main+0x283>
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jg     1288 <main+0x178>
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    -0x68(%rbp),%rcx
movslq -0x44(%rbp),%rdx
mov    (%rcx,%rdx,4),%edx
movslq -0x44(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1258 <main+0x148>
mov    -0x60(%rbp),%rcx
mov    -0x68(%rbp),%rax
movl   $0x0,-0x3c(%rbp)
mov    (%rax),%eax
add    (%rcx),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
mov    -0x70(%rbp),%rdx
mov    -0x40(%rbp),%ecx
movslq -0x3c(%rbp),%rsi
mov    $0x1,%al
cmp    (%rdx,%rsi,4),%ecx
mov    %al,-0x72(%rbp)
jge    12c1 <main+0x1b1>
cmpl   $0x0,-0x40(%rbp)
setl   %al
mov    %al,-0x72(%rbp)
mov    -0x72(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    12d1 <main+0x1c1>
jmp    1308 <main+0x1f8>
mov    -0x60(%rbp),%rcx
mov    -0x68(%rbp),%rax
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
xor    %esi,%esi
sub    (%rcx,%rdx,4),%esi
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
mov    %esi,(%rcx,%rdx,4)
mov    -0x3c(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x3c(%rbp)
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
movslq -0x3c(%rbp),%rdx
add    (%rcx,%rdx,4),%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    129e <main+0x18e>
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    -0x40(%rbp),%edx
movslq -0x3c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x4c(%rbp)
movl   $0x0,-0x44(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     135f <main+0x24f>
mov    -0x58(%rbp),%rcx
mov    -0x68(%rbp),%rax
movslq -0x44(%rbp),%rdx
mov    (%rax,%rdx,4),%eax
movslq -0x44(%rbp),%rdx
sub    (%rcx,%rdx,4),%eax
add    -0x4c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4c(%rbp)
mov    -0x44(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x44(%rbp)
jmp    1324 <main+0x214>
mov    $0x1,%al
cmpl   $0x1,-0x4c(%rbp)
mov    %al,-0x73(%rbp)
je     1378 <main+0x268>
cmpl   $0xffffffff,-0x4c(%rbp)
sete   %al
mov    %al,-0x73(%rbp)
mov    -0x73(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x48(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x48(%rbp)
jmp    121e <main+0x10e>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x60,%rsp
xorps  %xmm0,%xmm0
movaps %xmm0,(%rsp)
movl   $0x0,0x10(%rsp)
movaps 0xece(%rip),%xmm0
movaps %xmm0,0x20(%rsp)
movaps 0xed2(%rip),%xmm0
movaps %xmm0,0x40(%rsp)
movl   $0x1,0x30(%rsp)
movl   $0x2,0x50(%rsp)
xor    %r15d,%r15d
mov    $0x1,%edx
xor    %r12d,%r12d
xor    %ecx,%ecx
xor    %eax,%eax
xor    %r14d,%r14d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
lea    (%rdx,%rax,1),%esi
xor    %ebp,%ebp
cmp    $0x2,%esi
jb     119f <main+0x8f>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rbp,%rdi
neg    %edx
mov    %edx,0x20(%rsp,%rbp,4)
add    $0x1,%rbp
mov    0x24(%rsp,%rdi,4),%edx
mov    0x4(%rsp,%rdi,4),%esi
add    %edx,%esi
js     1180 <main+0x70>
cmp    0x44(%rsp,%rdi,4),%esi
jge    1180 <main+0x70>
mov    %ebp,%edx
mov    %esi,(%rsp,%rdx,4)
mov    (%rsp),%ebx
mov    0x4(%rsp),%ebp
lea    (%rbx,%rbp,1),%edx
add    %ecx,%eax
add    %r12d,%eax
add    %r15d,%eax
mov    0x8(%rsp),%r12d
add    %r12d,%edx
mov    0xc(%rsp),%r15d
add    %r15d,%edx
sub    %eax,%edx
cmp    $0x1,%edx
sete   %al
cmp    $0xffffffff,%edx
sete   %cl
or     %al,%cl
movzbl %cl,%edi
call   1030 <assert@plt>
cmp    $0x2,%r14d
ja     11fc <main+0xec>
cmpl   $0x0,0x10(%rsp)
jne    11fc <main+0xec>
add    $0x1,%r14d
mov    0x20(%rsp),%edx
mov    %ebp,%ecx
mov    %ebx,%eax
jmp    1170 <main+0x60>
xor    %eax,%eax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
store i32 0, i32* %1
store i32 2, i32* %2
store i32 4, i32* %3
store i32 4, i32* %4
%15 = load i32, i32* %3
%16 = add nsw i32 %15, 1
%17 = zext i32 %16 to i64
%18 = call i8* @llvm.stacksave()
store i8* %18, i8** %5
%19 = alloca i32, i64 %17
store i64 %17, i64* %6
%20 = load i32, i32* %3
%21 = add nsw i32 %20, 1
%22 = zext i32 %21 to i64
%23 = alloca i32, i64 %22
store i64 %22, i64* %7
%24 = load i32, i32* %3
%25 = add nsw i32 %24, 1
%26 = zext i32 %25 to i64
%27 = alloca i32, i64 %26
store i64 %26, i64* %8
%28 = load i32, i32* %3
%29 = add nsw i32 %28, 1
%30 = zext i32 %29 to i64
%31 = alloca i32, i64 %30
store i64 %30, i64* %9
store i32 0, i32* %10
br label %32
32: ; preds = %47, %0
%33 = load i32, i32* %10
%34 = load i32, i32* %3
%35 = icmp sle i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %50
36: ; preds = %32
%37 = load i32, i32* %10
%38 = sext i32 %37 to i64
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %38
store i32 0, i32* %39
%40 = load i32, i32* %10
%41 = sext i32 %40 to i64
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %41
store i32 1, i32* %42
%43 = load i32, i32* %2
%44 = load i32, i32* %10
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %45
store i32 %43, i32* %46
br label %47
47: ; preds = %36
%48 = load i32, i32* %10
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %10
br label %32
50: ; preds = %32
store i32 0, i32* %13
br label %51
51: ; preds = %148, %50
%52 = load i32, i32* %13
%53 = load i32, i32* %4
%54 = icmp slt i32 %52, %53
br i1 %54, label %55, label %61
55: ; preds = %51
%56 = load i32, i32* %3
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %57
%59 = load i32, i32* %58
%60 = icmp eq i32 %59, 0
br label %61
61: ; preds = %55, %51
%62 = phi i1 [ false, %51 ], [ %60, %55 ]
br i1 %62, label %63, label %154
63: ; preds = %61
store i32 0, i32* %12
br label %64
64: ; preds = %76, %63
%65 = load i32, i32* %12
%66 = load i32, i32* %3
%67 = icmp sle i32 %65, %66
br i1 %67, label %68, label %79
68: ; preds = %64
%69 = load i32, i32* %12
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32, i32* %12
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %74
store i32 %72, i32* %75
br label %76
76: ; preds = %68
%77 = load i32, i32* %12
%78 = add nsw i32 %77, 1
store i32 %78, i32* %12
br label %64
79: ; preds = %64
store i32 0, i32* %10
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 0
%81 = load i32, i32* %80
%82 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 0
%83 = load i32, i32* %82
%84 = add nsw i32 %81, %83
store i32 %84, i32* %11
br label %85
85: ; preds = %97, %79
%86 = load i32, i32* %11
%87 = load i32, i32* %10
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 %88
%90 = load i32, i32* %89
%91 = icmp sge i32 %86, %90
br i1 %91, label %95, label %92
92: ; preds = %85
%93 = load i32, i32* %11
%94 = icmp slt i32 %93, 0
br label %95
95: ; preds = %92, %85
%96 = phi i1 [ true, %85 ], [ %94, %92 ]
br i1 %96, label %97, label %117
97: ; preds = %95
%98 = load i32, i32* %10
%99 = sext i32 %98 to i64
%100 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %99
%101 = load i32, i32* %100
%102 = sub nsw i32 0, %101
%103 = load i32, i32* %10
%104 = sext i32 %103 to i64
%105 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %104
store i32 %102, i32* %105
%106 = load i32, i32* %10
%107 = add nsw i32 %106, 1
store i32 %107, i32* %10
%108 = load i32, i32* %10
%109 = sext i32 %108 to i64
%110 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %109
%111 = load i32, i32* %110
%112 = load i32, i32* %10
%113 = sext i32 %112 to i64
%114 = getelementptr inbounds i32, i32* %27, i64 %113
%115 = load i32, i32* %114
%116 = add nsw i32 %111, %115
store i32 %116, i32* %11
br label %85
117: ; preds = %95
%118 = load i32, i32* %11
%119 = load i32, i32* %10
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %120
store i32 %118, i32* %121
store i32 0, i32* %14
store i32 0, i32* %12
br label %122
122: ; preds = %139, %117
%123 = load i32, i32* %12
%124 = load i32, i32* %3
%125 = sub nsw i32 %124, 1
%126 = icmp sle i32 %123, %125
br i1 %126, label %127, label %142
127: ; preds = %122
%128 = load i32, i32* %12
%129 = sext i32 %128 to i64
%130 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 %129
%131 = load i32, i32* %130
%132 = load i32, i32* %12
%133 = sext i32 %132 to i64
%134 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %133
%135 = load i32, i32* %134
%136 = sub nsw i32 %131, %135
%137 = load i32, i32* %14
%138 = add nsw i32 %137, %136
store i32 %138, i32* %14
br label %139
139: ; preds = %127
%140 = load i32, i32* %12
%141 = add nsw i32 %140, 1
store i32 %141, i32* %12
br label %122
142: ; preds = %122
%143 = load i32, i32* %14
%144 = icmp eq i32 %143, 1
br i1 %144, label %148, label %145
145: ; preds = %142
%146 = load i32, i32* %14
%147 = icmp eq i32 %146, -1
br label %148
148: ; preds = %145, %142
%149 = phi i1 [ true, %142 ], [ %147, %145 ]
%150 = zext i1 %149 to i32
%151 = call i32 @assert(i32 %150)
%152 = load i32, i32* %13
%153 = add nsw i32 %152, 1
store i32 %153, i32* %13
br label %51
154: ; preds = %61
%155 = load i8*, i8** %5
%156 = load i32, i32* %1
ret i32 %156
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @main() {
%1 = alloca [5 x i32]
%2 = alloca [5 x i32]
%3 = bitcast [5 x i32]* %2 to i8*
%4 = alloca [5 x i32]
%5 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %4, i64 0, i64 0
%6 = bitcast [5 x i32]* %4 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, <4 x i32>* %6
%7 = bitcast [5 x i32]* %1 to <4 x i32>*
store <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>, <4 x i32>* %7
%8 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %4, i64 0, i64 4
store i32 1, i32* %8
%9 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %1, i64 0, i64 4
store i32 2, i32* %9
%10 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %2, i64 0, i64 0
%11 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %2, i64 0, i64 4
%12 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %2, i64 0, i64 1
%13 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %2, i64 0, i64 2
%14 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %2, i64 0, i64 3
br label %15
15: ; preds = %65, %0
%16 = phi i32 [ 1, %0 ], [ %67, %65 ]
%17 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %52, %65 ]
%18 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %49, %65 ]
%19 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %46, %65 ]
%20 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %45, %65 ]
%21 = phi i32 [ 0, %0 ], [ %66, %65 ]
%22 = add nsw i32 %16, %20
%23 = icmp ugt i32 %22, 1
br i1 %23, label %24, label %40
24: ; preds = %15, %24
%25 = phi i32 [ %33, %24 ], [ %16, %15 ]
%26 = phi i64 [ %29, %24 ], [ 0, %15 ]
%27 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %4, i64 0, i64 %26
%28 = sub nsw i32 0, %25
store i32 %28, i32* %27
%29 = add nuw nsw i64 %26, 1
%30 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %2, i64 0, i64 %29
%31 = load i32, i32* %30
%32 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %4, i64 0, i64 %29
%33 = load i32, i32* %32
%34 = add nsw i32 %33, %31
%35 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %1, i64 0, i64 %29
%36 = load i32, i32* %35
%37 = icmp sge i32 %34, %36
%38 = icmp slt i32 %34, 0
%39 = or i1 %38, %37
br i1 %39, label %24, label %40
40: ; preds = %24, %15
%41 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %29, %24 ]
%42 = phi i32 [ %22, %15 ], [ %34, %24 ]
%43 = and i64 %41, 4294967295
%44 = getelementptr inbounds [5 x i32], [5 x i32]* %2, i64 0, i64 %43
store i32 %42, i32* %44
%45 = load i32, i32* %10
%46 = load i32, i32* %12
%47 = add i32 %45, %46
%48 = add i32 %20, %19
%49 = load i32, i32* %13
%50 = add i32 %47, %49
%51 = add i32 %48, %18
%52 = load i32, i32* %14
%53 = add i32 %50, %52
%54 = add i32 %51, %17
%55 = sub i32 %53, %54
%56 = icmp eq i32 %55, 1
%57 = icmp eq i32 %55, -1
%58 = or i1 %56, %57
%59 = zext i1 %58 to i32
%60 = tail call i32 @assert(i32 %59)
%61 = icmp ult i32 %21, 3
%62 = load i32, i32* %11
%63 = icmp eq i32 %62, 0
%64 = select i1 %61, i1 %63, i1 false
br i1 %64, label %65, label %68
65: ; preds = %40
%66 = add nuw nsw i32 %21, 1
%67 = load i32, i32* %5
br label %15
68: ; preds = %40
ret i32 0
}