#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 int /*<<< orphan*/ FILE;

/* Variables and functions */
int EOF;
int fgetc(int /*<<< orphan*/ *);
int /*<<< orphan*/ fputc(int, int /*<<< orphan*/ *);
void mtf_encode(FILE *in, FILE *out) {
  int curr, i;
  int table[256];
  for (i = 0; i < 256; i++) {
    table[i] = i;
  }
  while ((curr = fgetc(in)) != EOF) {
    for (i = 0; i < 256; i++) {
      if (table[i] == curr) {
        fputc(i, out);
        break;
      }
    }
    while (i--) {
      table[i + 1] = table[i];
    }
    table[0] = (unsigned char)curr;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<mtf_encode>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x420,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x18(%rbp)
jge    1163 <mtf_encode+0x43>
mov    -0x18(%rbp),%ecx
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x420(%rbp,%rax,4)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    113a <mtf_encode+0x1a>
jmp    1168 <mtf_encode+0x48>
mov    -0x8(%rbp),%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    0x2e6d(%rip),%rcx
cmp    (%rcx),%eax
je     1218 <mtf_encode+0xf8>
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x100,-0x18(%rbp)
jge    11cf <mtf_encode+0xaf>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x420(%rbp,%rax,4),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jne    11bc <mtf_encode+0x9c>
mov    -0x18(%rbp),%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1040 <fputc@plt>
jmp    11cf <mtf_encode+0xaf>
jmp    11c1 <mtf_encode+0xa1>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    118a <mtf_encode+0x6a>
jmp    11d4 <mtf_encode+0xb4>
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
mov    %ecx,-0x18(%rbp)
cmp    $0x0,%eax
je     1207 <mtf_encode+0xe7>
movslq -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x420(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
cltq
mov    %ecx,-0x420(%rbp,%rax,4)
jmp    11d4 <mtf_encode+0xb4>
mov    -0x14(%rbp),%eax
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x420(%rbp)
jmp    1168 <mtf_encode+0x48>
add    $0x420,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<mtf_encode>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x400,%rsp
mov    %rsi,%r14
mov    %rdi,%r15
movdqa 0xec3(%rip),%xmm0
xor    %eax,%eax
movdqa 0xec8(%rip),%xmm8
movdqa 0xecf(%rip),%xmm9
movdqa 0xed6(%rip),%xmm10
movdqa 0xede(%rip),%xmm4
movdqa 0xee6(%rip),%xmm5
movdqa 0xeee(%rip),%xmm6
movdqa 0xef6(%rip),%xmm7
movdqa 0xefe(%rip),%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm8,%xmm2
movdqa %xmm0,(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm2,0x10(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm9,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm10,%xmm3
movdqa %xmm2,0x20(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,0x30(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm5,%xmm3
movdqa %xmm2,0x40(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,0x50(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm0,%xmm2
paddd  %xmm6,%xmm2
movdqa %xmm0,%xmm3
paddd  %xmm7,%xmm3
movdqa %xmm2,0x60(%rsp,%rax,4)
movdqa %xmm3,0x70(%rsp,%rax,4)
add    $0x20,%rax
paddd  %xmm1,%xmm0
cmp    $0x100,%rax
jne    1190 <mtf_encode+0x70>
mov    %r15,%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    0x2dcf(%rip),%r12
cmp    (%r12),%eax
jne    122f <mtf_encode+0x10f>
add    $0x400,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %eax,%ebp
jmp    1257 <mtf_encode+0x137>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
movzbl %bpl,%eax
mov    %eax,(%rsp)
mov    %r15,%rdi
call   1030 <fgetc@plt>
mov    %eax,%ebp
cmp    (%r12),%eax
je     121f <mtf_encode+0xff>
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax)
cmp    %ebp,(%rsp,%rbx,4)
je     12aa <mtf_encode+0x18a>
cmp    %ebp,0x4(%rsp,%rbx,4)
je     1290 <mtf_encode+0x170>
cmp    %ebp,0x8(%rsp,%rbx,4)
je     12a0 <mtf_encode+0x180>
cmp    %ebp,0xc(%rsp,%rbx,4)
je     12a6 <mtf_encode+0x186>
add    $0x4,%rbx
cmp    $0x100,%rbx
jne    1260 <mtf_encode+0x140>
mov    $0x100,%ebx
jmp    12b8 <mtf_encode+0x198>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rbx
jmp    12aa <mtf_encode+0x18a>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x2,%rbx
jmp    12aa <mtf_encode+0x18a>
add    $0x3,%rbx
mov    %ebx,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1040 <fputc@plt>
test   %ebx,%ebx
je     1240 <mtf_encode+0x120>
mov    %ebx,%edx
lea    -0x1(%rdx),%rcx
and    $0x3,%rbx
je     12f0 <mtf_encode+0x1d0>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    -0x1(%rdx),%rax
mov    -0x4(%rsp,%rdx,4),%esi
mov    %esi,(%rsp,%rdx,4)
mov    %rax,%rdx
add    $0xffffffffffffffff,%rbx
jne    12d0 <mtf_encode+0x1b0>
cmp    $0x3,%rcx
jb     1240 <mtf_encode+0x120>
jmp    12fd <mtf_encode+0x1dd>
mov    %rdx,%rax
cmp    $0x3,%rcx
jb     1240 <mtf_encode+0x120>
mov    %rax,%rcx
movdqu -0x10(%rsp,%rax,4),%xmm0
movdqu %xmm0,-0xc(%rsp,%rax,4)
add    $0xfffffffffffffffc,%rcx
mov    %rcx,%rax
jne    1300 <mtf_encode+0x1e0>
jmp    1240 <mtf_encode+0x120>

LLVM IR (-O0):
@EOF = global i32 0
define void @mtf_encode(i32* %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32*
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca [256 x i32]
store i32* %0, i32** %3
store i32* %1, i32** %4
store i32 0, i32* %6
br label %8
8: ; preds = %16, %2
%9 = load i32, i32* %6
%10 = icmp slt i32 %9, 256
br i1 %10, label %11, label %19
11: ; preds = %8
%12 = load i32, i32* %6
%13 = load i32, i32* %6
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %14
store i32 %12, i32* %15
br label %16
16: ; preds = %11
%17 = load i32, i32* %6
%18 = add nsw i32 %17, 1
store i32 %18, i32* %6
br label %8
19: ; preds = %8
br label %20
20: ; preds = %58, %19
%21 = load i32*, i32** %3
%22 = call i32 @fgetc(i32* %21)
store i32 %22, i32* %5
%23 = load i32, i32* @EOF
%24 = icmp ne i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %63
25: ; preds = %20
store i32 0, i32* %6
br label %26
26: ; preds = %41, %25
%27 = load i32, i32* %6
%28 = icmp slt i32 %27, 256
br i1 %28, label %29, label %44
29: ; preds = %26
%30 = load i32, i32* %6
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %31
%33 = load i32, i32* %32
%34 = load i32, i32* %5
%35 = icmp eq i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %40
36: ; preds = %29
%37 = load i32, i32* %6
%38 = load i32*, i32** %4
%39 = call i32 @fputc(i32 %37, i32* %38)
br label %44
40: ; preds = %29
br label %41
41: ; preds = %40
%42 = load i32, i32* %6
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %6
br label %26
44: ; preds = %36, %26
br label %45
45: ; preds = %49, %44
%46 = load i32, i32* %6
%47 = add nsw i32 %46, -1
store i32 %47, i32* %6
%48 = icmp ne i32 %46, 0
br i1 %48, label %49, label %58
49: ; preds = %45
%50 = load i32, i32* %6
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = load i32, i32* %6
%55 = add nsw i32 %54, 1
%56 = sext i32 %55 to i64
%57 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 %56
store i32 %53, i32* %57
br label %45
58: ; preds = %45
%59 = load i32, i32* %5
%60 = trunc i32 %59 to i8
%61 = zext i8 %60 to i32
%62 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %7, i64 0, i64 0
store i32 %61, i32* %62
br label %20
63: ; preds = %20
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@EOF = global i32 0
define void @mtf_encode(i32* nocapture %0, i32* nocapture %1) {
%3 = alloca [256 x i32]
%4 = bitcast [256 x i32]* %3 to i8*
br label %5
5: ; preds = %5, %2
%6 = phi i64 [ 0, %2 ], [ %34, %5 ]
%7 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %2 ], [ %35, %5 ]
%8 = add <4 x i32> %7, <i32 4, i32 4, i32 4, i32 4>
%9 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %6
%10 = bitcast i32* %9 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %7, <4 x i32>* %10
%11 = getelementptr inbounds i32, i32* %9, i64 4
%12 = bitcast i32* %11 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %8, <4 x i32>* %12
%13 = or i64 %6, 8
%14 = add <4 x i32> %7, <i32 8, i32 8, i32 8, i32 8>
%15 = add <4 x i32> %7, <i32 12, i32 12, i32 12, i32 12>
%16 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %13
%17 = bitcast i32* %16 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %14, <4 x i32>* %17
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %16, i64 4
%19 = bitcast i32* %18 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %15, <4 x i32>* %19
%20 = or i64 %6, 16
%21 = add <4 x i32> %7, <i32 16, i32 16, i32 16, i32 16>
%22 = add <4 x i32> %7, <i32 20, i32 20, i32 20, i32 20>
%23 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %20
%24 = bitcast i32* %23 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %21, <4 x i32>* %24
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %23, i64 4
%26 = bitcast i32* %25 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %22, <4 x i32>* %26
%27 = or i64 %6, 24
%28 = add <4 x i32> %7, <i32 24, i32 24, i32 24, i32 24>
%29 = add <4 x i32> %7, <i32 28, i32 28, i32 28, i32 28>
%30 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %27
%31 = bitcast i32* %30 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %28, <4 x i32>* %31
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %30, i64 4
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %29, <4 x i32>* %33
%34 = add nuw nsw i64 %6, 32
%35 = add <4 x i32> %7, <i32 32, i32 32, i32 32, i32 32>
%36 = icmp eq i64 %34, 256
br i1 %36, label %37, label %5
37: ; preds = %5
%38 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%39 = load i32, i32* @EOF
%40 = icmp eq i32 %38, %39
br i1 %40, label %115, label %41
41: ; preds = %37
%42 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 0
br label %43
43: ; preds = %41, %110
%44 = phi i32 [ %38, %41 ], [ %112, %110 ]
br label %45
45: ; preds = %65, %43
%46 = phi i64 [ 0, %43 ], [ %66, %65 ]
%47 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp eq i32 %48, %44
br i1 %49, label %68, label %50
50: ; preds = %45
%51 = or i64 %46, 1
%52 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %51
%53 = load i32, i32* %52
%54 = icmp eq i32 %53, %44
br i1 %54, label %68, label %55
55: ; preds = %50
%56 = or i64 %46, 2
%57 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = icmp eq i32 %58, %44
br i1 %59, label %68, label %60
60: ; preds = %55
%61 = or i64 %46, 3
%62 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %61
%63 = load i32, i32* %62
%64 = icmp eq i32 %63, %44
br i1 %64, label %68, label %65
65: ; preds = %60
%66 = add nuw nsw i64 %46, 4
%67 = icmp eq i64 %66, 256
br i1 %67, label %73, label %45
68: ; preds = %60, %55, %50, %45
%69 = phi i64 [ %46, %45 ], [ %51, %50 ], [ %56, %55 ], [ %61, %60 ]
%70 = trunc i64 %69 to i32
%71 = tail call i32 @fputc(i32 %70, i32* %1)
%72 = icmp eq i32 %70, 0
br i1 %72, label %110, label %73
73: ; preds = %65, %68
%74 = phi i64 [ %69, %68 ], [ 256, %65 ]
%75 = and i64 %74, 4294967295
%76 = add nsw i64 %75, -1
%77 = and i64 %74, 3
%78 = icmp eq i64 %77, 0
br i1 %78, label %88, label %79
79: ; preds = %73, %79
%80 = phi i64 [ %82, %79 ], [ %75, %73 ]
%81 = phi i64 [ %86, %79 ], [ 0, %73 ]
%82 = add nsw i64 %80, -1
%83 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %80
store i32 %84, i32* %85
%86 = add i64 %81, 1
%87 = icmp eq i64 %86, %77
br i1 %87, label %88, label %79
88: ; preds = %79, %73
%89 = phi i64 [ %75, %73 ], [ %82, %79 ]
%90 = icmp ult i64 %76, 3
br i1 %90, label %110, label %91
91: ; preds = %88, %91
%92 = phi i64 [ %105, %91 ], [ %89, %88 ]
%93 = add nsw i64 %92, -1
%94 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
%96 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %92
store i32 %95, i32* %96
%97 = add nsw i64 %92, -2
%98 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %97
%99 = load i32, i32* %98
%100 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %93
store i32 %99, i32* %100
%101 = add nsw i64 %92, -3
%102 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %101
%103 = load i32, i32* %102
%104 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %97
store i32 %103, i32* %104
%105 = add nsw i64 %92, -4
%106 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %105
%107 = load i32, i32* %106
%108 = getelementptr inbounds [256 x i32], [256 x i32]* %3, i64 0, i64 %101
store i32 %107, i32* %108
%109 = icmp eq i64 %105, 0
br i1 %109, label %110, label %91
110: ; preds = %88, %91, %68
%111 = and i32 %44, 255
store i32 %111, i32* %42
%112 = tail call i32 @fgetc(i32* %0)
%113 = load i32, i32* @EOF
%114 = icmp eq i32 %112, %113
br i1 %114, label %115, label %43
115: ; preds = %110, %37
ret void
}