#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 */
struct vli_writer {
  int dummy;
};

/* Variables and functions */
int abs(int);
int ilog2(int);
int /*<<< orphan*/ put_vli(struct vli_writer *, int);
int /*<<< orphan*/ vli_put_bit(struct vli_writer *, int);
int /*<<< orphan*/ vli_write_bits(struct vli_writer *, int, int);
void encode_root(struct vli_writer *vli, int *val, int num) {
  int max = 0;
  for (int i = 0; i < num; ++i)
    if (max < abs(val[i]))
      max = abs(val[i]);
  int cnt = 1 + ilog2(max);
  put_vli(vli, cnt);
  for (int i = 0; cnt && i < num; ++i) {
    vli_write_bits(vli, abs(val[i]), cnt);
    if (val[i])
      vli_put_bit(vli, val[i] < 0);
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<encode_root>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11c6 <encode_root+0x76>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
call   1030 <abs@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    %ecx,%eax
jge    11b3 <encode_root+0x63>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
call   1030 <abs@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    11b8 <encode_root+0x68>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1171 <encode_root+0x21>
mov    -0x18(%rbp),%edi
call   1040 <ilog2@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%esi
call   1070 <put_vli@plt>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    %al,-0x29(%rbp)
je     1202 <encode_root+0xb2>
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
setl   %al
mov    %al,-0x29(%rbp)
mov    -0x29(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1212 <encode_root+0xc2>
jmp    127a <encode_root+0x12a>
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edi
call   1030 <abs@plt>
mov    -0x38(%rbp),%rdi
mov    %eax,%esi
mov    -0x20(%rbp),%edx
call   1060 <vli_write_bits@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     1267 <encode_root+0x117>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x24(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
setl   %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%esi
call   1050 <vli_put_bit@plt>
jmp    126c <encode_root+0x11c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    11e7 <encode_root+0x97>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<encode_root>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r15d
mov    %rsi,%r13
mov    %rdi,%r14
mov    %edx,%r12d
test   %edx,%edx
jle    116a <encode_root+0x2a>
cmp    $0x8,%r15d
jae    1171 <encode_root+0x31>
xor    %eax,%eax
xor    %edi,%edi
jmp    130a <encode_root+0x1ca>
xor    %edi,%edi
jmp    132c <encode_root+0x1ec>
mov    %r12d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
lea    -0x8(%rax),%rdx
mov    %rdx,%rcx
shr    $0x3,%rcx
add    $0x1,%rcx
test   %rdx,%rdx
je     1394 <encode_root+0x254>
mov    %rcx,%rsi
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
movdqu 0x0(%r13,%rdx,4),%xmm5
movdqu 0x10(%r13,%rdx,4),%xmm6
movdqu 0x20(%r13,%rdx,4),%xmm3
movdqu 0x30(%r13,%rdx,4),%xmm2
movdqa %xmm5,%xmm4
psrad  $0x1f,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm5
pxor   %xmm4,%xmm5
movdqa %xmm6,%xmm4
psrad  $0x1f,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm6
pxor   %xmm4,%xmm6
movdqa %xmm0,%xmm4
pcmpgtd %xmm5,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm0
pandn  %xmm5,%xmm4
por    %xmm0,%xmm4
movdqa %xmm1,%xmm5
pcmpgtd %xmm6,%xmm5
pand   %xmm5,%xmm1
pandn  %xmm6,%xmm5
por    %xmm1,%xmm5
movdqa %xmm3,%xmm0
psrad  $0x1f,%xmm0
paddd  %xmm0,%xmm3
pxor   %xmm0,%xmm3
movdqa %xmm2,%xmm0
psrad  $0x1f,%xmm0
paddd  %xmm0,%xmm2
pxor   %xmm0,%xmm2
movdqa %xmm4,%xmm0
pcmpgtd %xmm3,%xmm0
pand   %xmm0,%xmm4
pandn  %xmm3,%xmm0
por    %xmm4,%xmm0
movdqa %xmm5,%xmm1
pcmpgtd %xmm2,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm5
pandn  %xmm2,%xmm1
por    %xmm5,%xmm1
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffe,%rsi
jne    11a0 <encode_root+0x60>
test   $0x1,%cl
je     12bb <encode_root+0x17b>
movdqu 0x0(%r13,%rdx,4),%xmm2
movdqu 0x10(%r13,%rdx,4),%xmm3
movdqa %xmm2,%xmm4
psrad  $0x1f,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm2
pxor   %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm3,%xmm4
psrad  $0x1f,%xmm4
paddd  %xmm4,%xmm3
pxor   %xmm4,%xmm3
movdqa %xmm0,%xmm4
pcmpgtd %xmm2,%xmm4
pand   %xmm4,%xmm0
pandn  %xmm2,%xmm4
por    %xmm4,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm3,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm1
pandn  %xmm3,%xmm2
por    %xmm2,%xmm1
movdqa %xmm0,%xmm2
pcmpgtd %xmm1,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm0
pandn  %xmm1,%xmm2
por    %xmm0,%xmm2
pshufd $0xee,%xmm2,%xmm0
movdqa %xmm2,%xmm1
pcmpgtd %xmm0,%xmm1
pand   %xmm1,%xmm2
pandn  %xmm0,%xmm1
por    %xmm2,%xmm1
pshufd $0x55,%xmm1,%xmm0
movdqa %xmm1,%xmm2
pcmpgtd %xmm0,%xmm2
pand   %xmm2,%xmm1
pandn  %xmm0,%xmm2
por    %xmm1,%xmm2
movd   %xmm2,%edi
cmp    %r12,%rax
je     132c <encode_root+0x1ec>
mov    %edi,%ecx
nopl   0x0(%rax)
mov    0x0(%r13,%rax,4),%edx
mov    %edx,%edi
neg    %edi
cmovs  %edx,%edi
cmp    %edi,%ecx
cmovge %ecx,%edi
add    $0x1,%rax
mov    %edi,%ecx
cmp    %rax,%r12
jne    1310 <encode_root+0x1d0>
call   1030 <ilog2@plt>
mov    %eax,%ebp
lea    0x1(%rbp),%esi
mov    %r14,%rdi
call   1060 <put_vli@plt>
inc    %ebp
je     1385 <encode_root+0x245>
test   %r15d,%r15d
jle    1385 <encode_root+0x245>
xor    %ebx,%ebx
jmp    1359 <encode_root+0x219>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbx
cmp    %r12,%rbx
jae    1385 <encode_root+0x245>
mov    0x0(%r13,%rbx,4),%eax
mov    %eax,%esi
neg    %esi
cmovs  %eax,%esi
mov    %r14,%rdi
mov    %ebp,%edx
call   1050 <vli_write_bits@plt>
mov    0x0(%r13,%rbx,4),%esi
test   %esi,%esi
je     1350 <encode_root+0x210>
shr    $0x1f,%esi
mov    %r14,%rdi
call   1040 <vli_put_bit@plt>
jmp    1350 <encode_root+0x210>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
test   $0x1,%cl
jne    1263 <encode_root+0x123>
jmp    12bb <encode_root+0x17b>

LLVM IR (-O0):
%struct.vli_writer = type { i32 }
define void @encode_root(%struct.vli_writer* %0, i32* %1, i32 %2) {
%4 = alloca %struct.vli_writer*
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
store %struct.vli_writer* %0, %struct.vli_writer** %4
store i32* %1, i32** %5
store i32 %2, i32* %6
store i32 0, i32* %7
store i32 0, i32* %8
br label %11
11: ; preds = %32, %3
%12 = load i32, i32* %8
%13 = load i32, i32* %6
%14 = icmp slt i32 %12, %13
br i1 %14, label %15, label %35
15: ; preds = %11
%16 = load i32, i32* %7
%17 = load i32*, i32** %5
%18 = load i32, i32* %8
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = call i32 @abs(i32 %21)
%23 = icmp slt i32 %16, %22
br i1 %23, label %24, label %31
24: ; preds = %15
%25 = load i32*, i32** %5
%26 = load i32, i32* %8
%27 = sext i32 %26 to i64
%28 = getelementptr inbounds i32, i32* %25, i64 %27
%29 = load i32, i32* %28
%30 = call i32 @abs(i32 %29)
store i32 %30, i32* %7
br label %31
31: ; preds = %24, %15
br label %32
32: ; preds = %31
%33 = load i32, i32* %8
%34 = add nsw i32 %33, 1
store i32 %34, i32* %8
br label %11
35: ; preds = %11
%36 = load i32, i32* %7
%37 = call i32 @ilog2(i32 %36)
%38 = add nsw i32 1, %37
store i32 %38, i32* %9
%39 = load %struct.vli_writer*, %struct.vli_writer** %4
%40 = load i32, i32* %9
%41 = call i32 @put_vli(%struct.vli_writer* %39, i32 %40)
store i32 0, i32* %10
br label %42
42: ; preds = %78, %35
%43 = load i32, i32* %9
%44 = icmp ne i32 %43, 0
br i1 %44, label %45, label %49
45: ; preds = %42
%46 = load i32, i32* %10
%47 = load i32, i32* %6
%48 = icmp slt i32 %46, %47
br label %49
49: ; preds = %45, %42
%50 = phi i1 [ false, %42 ], [ %48, %45 ]
br i1 %50, label %51, label %81
51: ; preds = %49
%52 = load %struct.vli_writer*, %struct.vli_writer** %4
%53 = load i32*, i32** %5
%54 = load i32, i32* %10
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %53, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = call i32 @abs(i32 %57)
%59 = load i32, i32* %9
%60 = call i32 @vli_write_bits(%struct.vli_writer* %52, i32 %58, i32 %59)
%61 = load i32*, i32** %5
%62 = load i32, i32* %10
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i32, i32* %61, i64 %63
%65 = load i32, i32* %64
%66 = icmp ne i32 %65, 0
br i1 %66, label %67, label %77
67: ; preds = %51
%68 = load %struct.vli_writer*, %struct.vli_writer** %4
%69 = load i32*, i32** %5
%70 = load i32, i32* %10
%71 = sext i32 %70 to i64
%72 = getelementptr inbounds i32, i32* %69, i64 %71
%73 = load i32, i32* %72
%74 = icmp slt i32 %73, 0
%75 = zext i1 %74 to i32
%76 = call i32 @vli_put_bit(%struct.vli_writer* %68, i32 %75)
br label %77
77: ; preds = %67, %51
br label %78
78: ; preds = %77
%79 = load i32, i32* %10
%80 = add nsw i32 %79, 1
store i32 %80, i32* %10
br label %42
81: ; preds = %49
ret void
}

LLVM IR (-O2):
%struct.vli_writer = type { i32 }
define void @encode_root(%struct.vli_writer* %0, i32* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp sgt i32 %2, 0
br i1 %4, label %5, label %80
5: ; preds = %3
%6 = zext i32 %2 to i64
%7 = icmp ult i32 %2, 8
br i1 %7, label %77, label %8
8: ; preds = %5
%9 = and i64 %6, 4294967288
%10 = add nsw i64 %9, -8
%11 = lshr exact i64 %10, 3
%12 = add nuw nsw i64 %11, 1
%13 = and i64 %12, 1
%14 = icmp eq i64 %10, 0
br i1 %14, label %50, label %15
15: ; preds = %8
%16 = and i64 %12, 4611686018427387902
br label %17
17: ; preds = %17, %15
%18 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %47, %17 ]
%19 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %15 ], [ %45, %17 ]
%20 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %15 ], [ %46, %17 ]
%21 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %48, %17 ]
%22 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %18
%23 = bitcast i32* %22 to <4 x i32>*
%24 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %23
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %22, i64 4
%26 = bitcast i32* %25 to <4 x i32>*
%27 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %26
%28 = call <4 x i32> @llvm.abs.v4i32(<4 x i32> %24, i1 true)
%29 = call <4 x i32> @llvm.abs.v4i32(<4 x i32> %27, i1 true)
%30 = icmp slt <4 x i32> %19, %28
%31 = icmp slt <4 x i32> %20, %29
%32 = select <4 x i1> %30, <4 x i32> %28, <4 x i32> %19
%33 = select <4 x i1> %31, <4 x i32> %29, <4 x i32> %20
%34 = or i64 %18, 8
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %34
%36 = bitcast i32* %35 to <4 x i32>*
%37 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %36
%38 = getelementptr inbounds i32, i32* %35, i64 4
%39 = bitcast i32* %38 to <4 x i32>*
%40 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %39
%41 = call <4 x i32> @llvm.abs.v4i32(<4 x i32> %37, i1 true)
%42 = call <4 x i32> @llvm.abs.v4i32(<4 x i32> %40, i1 true)
%43 = icmp slt <4 x i32> %32, %41
%44 = icmp slt <4 x i32> %33, %42
%45 = select <4 x i1> %43, <4 x i32> %41, <4 x i32> %32
%46 = select <4 x i1> %44, <4 x i32> %42, <4 x i32> %33
%47 = add nuw i64 %18, 16
%48 = add i64 %21, 2
%49 = icmp eq i64 %48, %16
br i1 %49, label %50, label %17
50: ; preds = %17, %8
%51 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %45, %17 ]
%52 = phi <4 x i32> [ undef, %8 ], [ %46, %17 ]
%53 = phi i64 [ 0, %8 ], [ %47, %17 ]
%54 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %8 ], [ %45, %17 ]
%55 = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %8 ], [ %46, %17 ]
%56 = icmp eq i64 %13, 0
br i1 %56, label %70, label %57
57: ; preds = %50
%58 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %53
%59 = bitcast i32* %58 to <4 x i32>*
%60 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %59
%61 = getelementptr inbounds i32, i32* %58, i64 4
%62 = bitcast i32* %61 to <4 x i32>*
%63 = load <4 x i32>, <4 x i32>* %62
%64 = call <4 x i32> @llvm.abs.v4i32(<4 x i32> %60, i1 true)
%65 = call <4 x i32> @llvm.abs.v4i32(<4 x i32> %63, i1 true)
%66 = icmp slt <4 x i32> %54, %64
%67 = icmp slt <4 x i32> %55, %65
%68 = select <4 x i1> %66, <4 x i32> %64, <4 x i32> %54
%69 = select <4 x i1> %67, <4 x i32> %65, <4 x i32> %55
br label %70
70: ; preds = %50, %57
%71 = phi <4 x i32> [ %51, %50 ], [ %68, %57 ]
%72 = phi <4 x i32> [ %52, %50 ], [ %69, %57 ]
%73 = icmp sgt <4 x i32> %71, %72
%74 = select <4 x i1> %73, <4 x i32> %71, <4 x i32> %72
%75 = call i32 @llvm.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %74)
%76 = icmp eq i64 %9, %6
br i1 %76, label %80, label %77
77: ; preds = %5, %70
%78 = phi i64 [ 0, %5 ], [ %9, %70 ]
%79 = phi i32 [ 0, %5 ], [ %75, %70 ]
br label %89
80: ; preds = %89, %70, %3
%81 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %75, %70 ], [ %96, %89 ]
%82 = tail call i32 @ilog2(i32 %81)
%83 = add nsw i32 %82, 1
%84 = tail call i32 @put_vli(%struct.vli_writer* %0, i32 %83)
%85 = icmp ne i32 %83, 0
%86 = and i1 %85, %4
br i1 %86, label %87, label %99
87: ; preds = %80
%88 = zext i32 %2 to i64
br label %100
89: ; preds = %77, %89
%90 = phi i64 [ %97, %89 ], [ %78, %77 ]
%91 = phi i32 [ %96, %89 ], [ %79, %77 ]
%92 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %90
%93 = load i32, i32* %92
%94 = tail call i32 @llvm.abs.i32(i32 %93, i1 true)
%95 = icmp slt i32 %91, %94
%96 = select i1 %95, i32 %94, i32 %91
%97 = add nuw nsw i64 %90, 1
%98 = icmp eq i64 %97, %6
br i1 %98, label %80, label %89
99: ; preds = %111, %80
ret void
100: ; preds = %87, %111
%101 = phi i64 [ 0, %87 ], [ %112, %111 ]
%102 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %101
%103 = load i32, i32* %102
%104 = tail call i32 @llvm.abs.i32(i32 %103, i1 true)
%105 = tail call i32 @vli_write_bits(%struct.vli_writer* %0, i32 %104, i32 %83)
%106 = load i32, i32* %102
%107 = icmp eq i32 %106, 0
br i1 %107, label %111, label %108
108: ; preds = %100
%109 = lshr i32 %106, 31
%110 = tail call i32 @vli_put_bit(%struct.vli_writer* %0, i32 %109)
br label %111
111: ; preds = %100, %108
%112 = add nuw nsw i64 %101, 1
%113 = icmp ult i64 %112, %88
br i1 %113, label %100, label %99
}