#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 rand();
int stbhw__change_color(int old_color, int num_options, int *weights) {
  if (weights) {
    int k, total, choice;
    total = 0;
    for (k = 0; k < num_options; ++k)
      if (k != old_color)
        total += weights[k];
    choice = (rand() >> 4) % total;
    total = 0;
    for (k = 0; k < num_options; ++k) {
      if (k != old_color) {
        total += weights[k];
        if (choice < total)
          break;
      }
    }
    assert(k < num_options);
    return k;
  } else {
    int offset = 1 + (rand() >> 4) % (num_options - 1);
    return (old_color + offset) % num_options;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<stbhw__change_color>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x18(%rbp)
je     1216 <stbhw__change_color+0xf6>
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    1187 <stbhw__change_color+0x67>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
je     1174 <stbhw__change_color+0x54>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1179 <stbhw__change_color+0x59>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    114b <stbhw__change_color+0x2b>
mov    $0x0,%al
call   1040 <rand@plt>
sar    $0x4,%eax
cltd
idivl  -0x20(%rbp)
mov    %edx,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jge    11f8 <stbhw__change_color+0xd8>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
je     11e5 <stbhw__change_color+0xc5>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
add    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jge    11e0 <stbhw__change_color+0xc0>
jmp    11f8 <stbhw__change_color+0xd8>
jmp    11e5 <stbhw__change_color+0xc5>
jmp    11ea <stbhw__change_color+0xca>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11a6 <stbhw__change_color+0x86>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    123c <stbhw__change_color+0x11c>
mov    $0x0,%al
call   1040 <rand@plt>
sar    $0x4,%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x28(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    -0x28(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<stbhw__change_color>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %esi,%r14d
mov    %edi,%ebx
test   %rdx,%rdx
je     1166 <stbhw__change_color+0x46>
test   %r14d,%r14d
jle    1188 <stbhw__change_color+0x68>
mov    %rdx,%r15
mov    %r14d,%r12d
mov    %ebx,%r13d
lea    -0x1(%r12),%rcx
mov    %r12d,%eax
and    $0x3,%eax
cmp    $0x3,%rcx
jae    1198 <stbhw__change_color+0x78>
xor    %ecx,%ecx
xor    %ebp,%ebp
test   %rax,%rax
jne    11fa <stbhw__change_color+0xda>
jmp    1223 <stbhw__change_color+0x103>
xor    %eax,%eax
call   1040 <rand@plt>
sar    $0x4,%eax
lea    -0x1(%r14),%ecx
cltd
idiv   %ecx
lea    (%rbx,%rdx,1),%eax
add    $0x1,%eax
cltd
idiv   %r14d
mov    %edx,%ebx
jmp    1279 <stbhw__change_color+0x159>
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1040 <rand@plt>
xor    %eax,%eax
jmp    126e <stbhw__change_color+0x14e>
mov    %r12d,%edx
and    $0xfffffffc,%edx
xor    %esi,%esi
xor    %ebp,%ebp
jmp    11b9 <stbhw__change_color+0x99>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rsi
cmp    %rdx,%rsi
je     11f1 <stbhw__change_color+0xd1>
mov    %rsi,%rcx
cmp    %rsi,%r13
je     11c5 <stbhw__change_color+0xa5>
add    (%r15,%rcx,4),%ebp
lea    0x1(%rcx),%rsi
cmp    %r13,%rsi
je     11d3 <stbhw__change_color+0xb3>
add    0x4(%r15,%rcx,4),%ebp
add    $0x1,%rsi
cmp    %r13,%rsi
je     11e1 <stbhw__change_color+0xc1>
add    0x8(%r15,%rcx,4),%ebp
add    $0x1,%rsi
cmp    %r13,%rsi
je     11b0 <stbhw__change_color+0x90>
add    0xc(%r15,%rcx,4),%ebp
jmp    11b0 <stbhw__change_color+0x90>
add    $0x4,%rcx
test   %rax,%rax
je     1223 <stbhw__change_color+0x103>
lea    (%r15,%rcx,4),%rdx
mov    %r13,%rsi
sub    %rcx,%rsi
xor    %ecx,%ecx
jmp    1219 <stbhw__change_color+0xf9>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
je     1223 <stbhw__change_color+0x103>
cmp    %rcx,%rsi
je     1210 <stbhw__change_color+0xf0>
add    (%rdx,%rcx,4),%ebp
jmp    1210 <stbhw__change_color+0xf0>
xor    %ebx,%ebx
xor    %eax,%eax
call   1040 <rand@plt>
sar    $0x4,%eax
cltd
idiv   %ebp
mov    $0x0,%eax
test   %r14d,%r14d
jle    126e <stbhw__change_color+0x14e>
xor    %ebx,%ebx
mov    $0x1,%al
xor    %ecx,%ecx
jmp    125c <stbhw__change_color+0x13c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
add    $0x1,%rbx
cmp    %r12,%rbx
setb   %al
je     126b <stbhw__change_color+0x14b>
cmp    %rbx,%r13
je     1250 <stbhw__change_color+0x130>
add    (%r15,%rbx,4),%ecx
cmp    %ecx,%edx
jge    1250 <stbhw__change_color+0x130>
jmp    126e <stbhw__change_color+0x14e>
mov    %r12d,%ebx
movzbl %al,%edi
and    $0x1,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @stbhw__change_color(i32 %0, i32 %1, i32* %2) {
%4 = icmp eq i32* %2, null
br i1 %4, label %105, label %5
5: ; preds = %3
%6 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %6, label %9, label %7
7: ; preds = %5
%8 = tail call i32 (...) @rand()
br label %100
9: ; preds = %5
%10 = zext i32 %0 to i64
%11 = zext i32 %1 to i64
%12 = add nsw i64 %11, -1
%13 = and i64 %11, 3
%14 = icmp ult i64 %12, 3
br i1 %14, label %55, label %15
15: ; preds = %9
%16 = and i64 %11, 4294967292
br label %17
17: ; preds = %50, %15
%18 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %52, %50 ]
%19 = phi i32 [ 0, %15 ], [ %51, %50 ]
%20 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %53, %50 ]
%21 = icmp eq i64 %18, %10
br i1 %21, label %26, label %22
22: ; preds = %17
%23 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %18
%24 = load i32, i32* %23
%25 = add nsw i32 %24, %19
br label %26
26: ; preds = %17, %22
%27 = phi i32 [ %25, %22 ], [ %19, %17 ]
%28 = or i64 %18, 1
%29 = icmp eq i64 %28, %10
br i1 %29, label %34, label %30
30: ; preds = %26
%31 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %28
%32 = load i32, i32* %31
%33 = add nsw i32 %32, %27
br label %34
34: ; preds = %30, %26
%35 = phi i32 [ %33, %30 ], [ %27, %26 ]
%36 = or i64 %18, 2
%37 = icmp eq i64 %36, %10
br i1 %37, label %42, label %38
38: ; preds = %34
%39 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %36
%40 = load i32, i32* %39
%41 = add nsw i32 %40, %35
br label %42
42: ; preds = %38, %34
%43 = phi i32 [ %41, %38 ], [ %35, %34 ]
%44 = or i64 %18, 3
%45 = icmp eq i64 %44, %10
br i1 %45, label %50, label %46
46: ; preds = %42
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %44
%48 = load i32, i32* %47
%49 = add nsw i32 %48, %43
br label %50
50: ; preds = %46, %42
%51 = phi i32 [ %49, %46 ], [ %43, %42 ]
%52 = add nuw nsw i64 %18, 4
%53 = add i64 %20, 4
%54 = icmp eq i64 %53, %16
br i1 %54, label %55, label %17
55: ; preds = %50, %9
%56 = phi i32 [ undef, %9 ], [ %51, %50 ]
%57 = phi i64 [ 0, %9 ], [ %52, %50 ]
%58 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %51, %50 ]
%59 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %59, label %74, label %60
60: ; preds = %55, %69
%61 = phi i64 [ %71, %69 ], [ %57, %55 ]
%62 = phi i32 [ %70, %69 ], [ %58, %55 ]
%63 = phi i64 [ %72, %69 ], [ 0, %55 ]
%64 = icmp eq i64 %61, %10
br i1 %64, label %69, label %65
65: ; preds = %60
%66 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %61
%67 = load i32, i32* %66
%68 = add nsw i32 %67, %62
br label %69
69: ; preds = %65, %60
%70 = phi i32 [ %68, %65 ], [ %62, %60 ]
%71 = add nuw nsw i64 %61, 1
%72 = add i64 %63, 1
%73 = icmp eq i64 %72, %13
br i1 %73, label %74, label %60
74: ; preds = %69, %55
%75 = phi i32 [ %56, %55 ], [ %70, %69 ]
%76 = tail call i32 (...) @rand()
%77 = ashr i32 %76, 4
%78 = srem i32 %77, %75
br i1 %6, label %79, label %100
79: ; preds = %74
%80 = zext i32 %0 to i64
%81 = zext i32 %1 to i64
%82 = zext i32 %1 to i64
br label %83
83: ; preds = %79, %93
%84 = phi i64 [ 0, %79 ], [ %95, %93 ]
%85 = phi i1 [ true, %79 ], [ %96, %93 ]
%86 = phi i32 [ 0, %79 ], [ %94, %93 ]
%87 = icmp eq i64 %84, %80
br i1 %87, label %93, label %88
88: ; preds = %83
%89 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %84
%90 = load i32, i32* %89
%91 = add nsw i32 %90, %86
%92 = icmp slt i32 %78, %91
br i1 %92, label %98, label %93
93: ; preds = %83, %88
%94 = phi i32 [ %91, %88 ], [ %86, %83 ]
%95 = add nuw nsw i64 %84, 1
%96 = icmp ult i64 %95, %81
%97 = icmp eq i64 %95, %82
br i1 %97, label %100, label %83
98: ; preds = %88
%99 = trunc i64 %84 to i32
br label %100
100: ; preds = %93, %98, %7, %74
%101 = phi i32 [ 0, %74 ], [ 0, %7 ], [ %99, %98 ], [ %1, %93 ]
%102 = phi i1 [ false, %74 ], [ false, %7 ], [ %85, %98 ], [ %96, %93 ]
%103 = zext i1 %102 to i32
%104 = tail call i32 @assert(i32 %103)
br label %113
105: ; preds = %3
%106 = tail call i32 (...) @rand()
%107 = ashr i32 %106, 4
%108 = add nsw i32 %1, -1
%109 = srem i32 %107, %108
%110 = add i32 %0, 1
%111 = add i32 %110, %109
%112 = srem i32 %111, %1
br label %113
113: ; preds = %105, %100
%114 = phi i32 [ %101, %100 ], [ %112, %105 ]
ret i32 %114
}