#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 */
void branchfree_search4(int *source, size_t n, int target1, int target2,
                        int target3, int target4, size_t *index1,
                        size_t *index2, size_t *index3, size_t *index4) {
  int *base1 = source;
  int *base2 = source;
  int *base3 = source;
  int *base4 = source;
  if (n == 0)
    return;
  while (n > 1) {
    size_t half = n >> 1;
    base1 = (base1[half] < target1) ? &base1[half] : base1;
    base2 = (base2[half] < target2) ? &base2[half] : base2;
    base3 = (base3[half] < target3) ? &base3[half] : base3;
    base4 = (base4[half] < target4) ? &base4[half] : base4;
    n -= half;
  }
  *index1 = (*base1 < target1) + base1 - source;
  *index2 = (*base2 < target2) + base2 - source;
  *index3 = (*base3 < target3) + base3 - source;
  *index4 = (*base4 < target4) + base4 - source;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<branchfree_search4>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    0x28(%rbp),%rax
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
mov    %r8d,-0x1c(%rbp)
mov    %r9d,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x10(%rbp)
jne    115a <branchfree_search4+0x5a>
jmp    133a <branchfree_search4+0x23a>
jmp    115f <branchfree_search4+0x5f>
cmpq   $0x1,-0x10(%rbp)
jbe    127a <branchfree_search4+0x17a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11a2 <branchfree_search4+0xa2>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    11aa <branchfree_search4+0xaa>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
jge    11de <branchfree_search4+0xde>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
jmp    11e6 <branchfree_search4+0xe6>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    121a <branchfree_search4+0x11a>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
jmp    1222 <branchfree_search4+0x122>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x60(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    1256 <branchfree_search4+0x156>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x48(%rbp),%rcx
shl    $0x2,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
jmp    125e <branchfree_search4+0x15e>
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
jmp    115f <branchfree_search4+0x5f>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
sub    %rax,%rcx
sar    $0x2,%rcx
mov    0x10(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
cmp    -0x18(%rbp),%eax
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    -0x30(%rbp),%rcx
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
sub    %rax,%rcx
sar    $0x2,%rcx
mov    0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
sub    %rax,%rcx
sar    $0x2,%rcx
mov    0x20(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    -0x40(%rbp),%rcx
cltq
shl    $0x2,%rax
add    %rax,%rcx
mov    -0x8(%rbp),%rax
sub    %rax,%rcx
sar    $0x2,%rcx
mov    0x28(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<branchfree_search4>:
test   %rsi,%rsi
je     11a3 <branchfree_search4+0xa3>
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
mov    0x50(%rsp),%r10
mov    0x48(%rsp),%r11
mov    0x40(%rsp),%r14
mov    0x38(%rsp),%r15
mov    %rdi,%rbx
mov    %rdi,%rax
mov    %rdi,%r13
mov    %rdi,%r12
cmp    $0x1,%rsi
jne    11a4 <branchfree_search4+0xa4>
xor    %esi,%esi
cmp    %edx,(%rbx)
setl   %sil
lea    (%rbx,%rsi,4),%rdx
sub    %rdi,%rdx
sar    $0x2,%rdx
mov    %rdx,(%r15)
xor    %edx,%edx
cmp    %ecx,(%rax)
setl   %dl
lea    (%rax,%rdx,4),%rax
sub    %rdi,%rax
sar    $0x2,%rax
mov    %rax,(%r14)
xor    %eax,%eax
cmp    %r8d,0x0(%r13)
setl   %al
lea    0x0(,%rax,4),%rax
add    %r13,%rax
sub    %rdi,%rax
sar    $0x2,%rax
mov    %rax,(%r11)
xor    %eax,%eax
cmp    %r9d,(%r12)
setl   %al
lea    (%r12,%rax,4),%rax
sub    %rdi,%rax
sar    $0x2,%rax
mov    %rax,(%r10)
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %rdi,%r12
mov    %rdi,%r13
mov    %rdi,%rax
mov    %rdi,%rbx
jmp    11cd <branchfree_search4+0xcd>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
sub    %rbp,%rsi
cmp    $0x1,%rsi
jbe    1139 <branchfree_search4+0x39>
mov    %rsi,%rbp
shr    %rbp
cmp    %edx,(%rbx,%rbp,4)
jl     11f0 <branchfree_search4+0xf0>
cmp    %ecx,(%rax,%rbp,4)
jl     11f9 <branchfree_search4+0xf9>
cmp    %r8d,0x0(%r13,%rbp,4)
jl     1204 <branchfree_search4+0x104>
cmp    %r9d,(%r12,%rbp,4)
jge    11c0 <branchfree_search4+0xc0>
jmp    120f <branchfree_search4+0x10f>
nopl   0x0(%rax)
lea    (%rbx,%rbp,4),%rbx
cmp    %ecx,(%rax,%rbp,4)
jge    11dd <branchfree_search4+0xdd>
lea    (%rax,%rbp,4),%rax
cmp    %r8d,0x0(%r13,%rbp,4)
jge    11e4 <branchfree_search4+0xe4>
lea    0x0(%r13,%rbp,4),%r13
cmp    %r9d,(%r12,%rbp,4)
jge    11c0 <branchfree_search4+0xc0>
lea    (%r12,%rbp,4),%r12
jmp    11c0 <branchfree_search4+0xc0>

LLVM IR (-O0):
define void @branchfree_search4(i32* %0, i64 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i64* %6, i64* %7, i64* %8, i64* %9) {
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i64
%13 = alloca i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i64*
%18 = alloca i64*
%19 = alloca i64*
%20 = alloca i64*
%21 = alloca i32*
%22 = alloca i32*
%23 = alloca i32*
%24 = alloca i32*
%25 = alloca i64
store i32* %0, i32** %11
store i64 %1, i64* %12
store i32 %2, i32* %13
store i32 %3, i32* %14
store i32 %4, i32* %15
store i32 %5, i32* %16
store i64* %6, i64** %17
store i64* %7, i64** %18
store i64* %8, i64** %19
store i64* %9, i64** %20
%26 = load i32*, i32** %11
store i32* %26, i32** %21
%27 = load i32*, i32** %11
store i32* %27, i32** %22
%28 = load i32*, i32** %11
store i32* %28, i32** %23
%29 = load i32*, i32** %11
store i32* %29, i32** %24
%30 = load i64, i64* %12
%31 = icmp eq i64 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %33
32: ; preds = %10
br label %156
33: ; preds = %10
br label %34
34: ; preds = %94, %33
%35 = load i64, i64* %12
%36 = icmp ugt i64 %35, 1
br i1 %36, label %37, label %99
37: ; preds = %34
%38 = load i64, i64* %12
%39 = lshr i64 %38, 1
store i64 %39, i64* %25
%40 = load i32*, i32** %21
%41 = load i64, i64* %25
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %41
%43 = load i32, i32* %42
%44 = load i32, i32* %13
%45 = icmp slt i32 %43, %44
br i1 %45, label %46, label %50
46: ; preds = %37
%47 = load i32*, i32** %21
%48 = load i64, i64* %25
%49 = getelementptr inbounds i32, i32* %47, i64 %48
br label %52
50: ; preds = %37
%51 = load i32*, i32** %21
br label %52
52: ; preds = %50, %46
%53 = phi i32* [ %49, %46 ], [ %51, %50 ]
store i32* %53, i32** %21
%54 = load i32*, i32** %22
%55 = load i64, i64* %25
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %54, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = load i32, i32* %14
%59 = icmp slt i32 %57, %58
br i1 %59, label %60, label %64
60: ; preds = %52
%61 = load i32*, i32** %22
%62 = load i64, i64* %25
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %62
br label %66
64: ; preds = %52
%65 = load i32*, i32** %22
br label %66
66: ; preds = %64, %60
%67 = phi i32* [ %63, %60 ], [ %65, %64 ]
store i32* %67, i32** %22
%68 = load i32*, i32** %23
%69 = load i64, i64* %25
%70 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %69
%71 = load i32, i32* %70
%72 = load i32, i32* %15
%73 = icmp slt i32 %71, %72
br i1 %73, label %74, label %78
74: ; preds = %66
%75 = load i32*, i32** %23
%76 = load i64, i64* %25
%77 = getelementptr inbounds i32, i32* %75, i64 %76
br label %80
78: ; preds = %66
%79 = load i32*, i32** %23
br label %80
80: ; preds = %78, %74
%81 = phi i32* [ %77, %74 ], [ %79, %78 ]
store i32* %81, i32** %23
%82 = load i32*, i32** %24
%83 = load i64, i64* %25
%84 = getelementptr inbounds i32, i32* %82, i64 %83
%85 = load i32, i32* %84
%86 = load i32, i32* %16
%87 = icmp slt i32 %85, %86
br i1 %87, label %88, label %92
88: ; preds = %80
%89 = load i32*, i32** %24
%90 = load i64, i64* %25
%91 = getelementptr inbounds i32, i32* %89, i64 %90
br label %94
92: ; preds = %80
%93 = load i32*, i32** %24
br label %94
94: ; preds = %92, %88
%95 = phi i32* [ %91, %88 ], [ %93, %92 ]
store i32* %95, i32** %24
%96 = load i64, i64* %25
%97 = load i64, i64* %12
%98 = sub i64 %97, %96
store i64 %98, i64* %12
br label %34
99: ; preds = %34
%100 = load i32*, i32** %21
%101 = load i32, i32* %100
%102 = load i32, i32* %13
%103 = icmp slt i32 %101, %102
%104 = zext i1 %103 to i32
%105 = load i32*, i32** %21
%106 = sext i32 %104 to i64
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %105, i64 %106
%108 = load i32*, i32** %11
%109 = ptrtoint i32* %107 to i64
%110 = ptrtoint i32* %108 to i64
%111 = sub i64 %109, %110
%112 = sdiv exact i64 %111, 4
%113 = load i64*, i64** %17
store i64 %112, i64* %113
%114 = load i32*, i32** %22
%115 = load i32, i32* %114
%116 = load i32, i32* %14
%117 = icmp slt i32 %115, %116
%118 = zext i1 %117 to i32
%119 = load i32*, i32** %22
%120 = sext i32 %118 to i64
%121 = getelementptr inbounds i32, i32* %119, i64 %120
%122 = load i32*, i32** %11
%123 = ptrtoint i32* %121 to i64
%124 = ptrtoint i32* %122 to i64
%125 = sub i64 %123, %124
%126 = sdiv exact i64 %125, 4
%127 = load i64*, i64** %18
store i64 %126, i64* %127
%128 = load i32*, i32** %23
%129 = load i32, i32* %128
%130 = load i32, i32* %15
%131 = icmp slt i32 %129, %130
%132 = zext i1 %131 to i32
%133 = load i32*, i32** %23
%134 = sext i32 %132 to i64
%135 = getelementptr inbounds i32, i32* %133, i64 %134
%136 = load i32*, i32** %11
%137 = ptrtoint i32* %135 to i64
%138 = ptrtoint i32* %136 to i64
%139 = sub i64 %137, %138
%140 = sdiv exact i64 %139, 4
%141 = load i64*, i64** %19
store i64 %140, i64* %141
%142 = load i32*, i32** %24
%143 = load i32, i32* %142
%144 = load i32, i32* %16
%145 = icmp slt i32 %143, %144
%146 = zext i1 %145 to i32
%147 = load i32*, i32** %24
%148 = sext i32 %146 to i64
%149 = getelementptr inbounds i32, i32* %147, i64 %148
%150 = load i32*, i32** %11
%151 = ptrtoint i32* %149 to i64
%152 = ptrtoint i32* %150 to i64
%153 = sub i64 %151, %152
%154 = sdiv exact i64 %153, 4
%155 = load i64*, i64** %20
store i64 %154, i64* %155
br label %156
156: ; preds = %99, %32
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @branchfree_search4(i32* %0, i64 %1, i32 %2, i32 %3, i32 %4, i32 %5, i64* nocapture writeonly %6, i64* nocapture writeonly %7, i64* nocapture writeonly %8, i64* nocapture writeonly %9) {
switch i64 %1, label %11 [
i64 0, label %70
i64 1, label %36
]
11: ; preds = %10, %11
%12 = phi i64 [ %34, %11 ], [ %1, %10 ]
%13 = phi i32* [ %33, %11 ], [ %0, %10 ]
%14 = phi i32* [ %29, %11 ], [ %0, %10 ]
%15 = phi i32* [ %25, %11 ], [ %0, %10 ]
%16 = phi i32* [ %21, %11 ], [ %0, %10 ]
%17 = lshr i64 %12, 1
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 %17
%19 = load i32, i32* %18
%20 = icmp slt i32 %19, %2
%21 = select i1 %20, i32* %18, i32* %16
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %15, i64 %17
%23 = load i32, i32* %22
%24 = icmp slt i32 %23, %3
%25 = select i1 %24, i32* %22, i32* %15
%26 = getelementptr inbounds i32, i32* %14, i64 %17
%27 = load i32, i32* %26
%28 = icmp slt i32 %27, %4
%29 = select i1 %28, i32* %26, i32* %14
%30 = getelementptr inbounds i32, i32* %13, i64 %17
%31 = load i32, i32* %30
%32 = icmp slt i32 %31, %5
%33 = select i1 %32, i32* %30, i32* %13
%34 = sub i64 %12, %17
%35 = icmp ugt i64 %34, 1
br i1 %35, label %11, label %36
36: ; preds = %11, %10
%37 = phi i32* [ %0, %10 ], [ %21, %11 ]
%38 = phi i32* [ %0, %10 ], [ %25, %11 ]
%39 = phi i32* [ %0, %10 ], [ %29, %11 ]
%40 = phi i32* [ %0, %10 ], [ %33, %11 ]
%41 = load i32, i32* %37
%42 = icmp slt i32 %41, %2
%43 = zext i1 %42 to i64
%44 = getelementptr inbounds i32, i32* %37, i64 %43
%45 = ptrtoint i32* %44 to i64
%46 = ptrtoint i32* %0 to i64
%47 = sub i64 %45, %46
%48 = ashr exact i64 %47, 2
store i64 %48, i64* %6
%49 = load i32, i32* %38
%50 = icmp slt i32 %49, %3
%51 = zext i1 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %38, i64 %51
%53 = ptrtoint i32* %52 to i64
%54 = sub i64 %53, %46
%55 = ashr exact i64 %54, 2
store i64 %55, i64* %7
%56 = load i32, i32* %39
%57 = icmp slt i32 %56, %4
%58 = zext i1 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %39, i64 %58
%60 = ptrtoint i32* %59 to i64
%61 = sub i64 %60, %46
%62 = ashr exact i64 %61, 2
store i64 %62, i64* %8
%63 = load i32, i32* %40
%64 = icmp slt i32 %63, %5
%65 = zext i1 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %40, i64 %65
%67 = ptrtoint i32* %66 to i64
%68 = sub i64 %67, %46
%69 = ashr exact i64 %68, 2
store i64 %69, i64* %9
br label %70
70: ; preds = %10, %36
ret void
}