#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 */
unsigned long long extract_bit_range(unsigned long long, size_t, size_t);
int lsb(unsigned long long);
int msb(unsigned long long);
unsigned long long *qmemzero(unsigned long long *, unsigned long long *, int);
int bitscan(unsigned char *bp, size_t start, size_t end, bool forward,
            unsigned long long *result_out) {
  size_t es;
  size_t ee;
  unsigned long long *res;
  size_t r;
  if (forward) {
    size_t e;
    size_t s;
    unsigned long long data;
    e = (start + 64) & (~63ull);
    if (e > end)
      e = end;
    s = (start & (~63ull));
    data = ((unsigned long long *)(void *)(bp))[s / 64];
    data = extract_bit_range(data, start - s, e - s);
    if (data) {
      *result_out = lsb(data) + s;
      return 0;
    }
    if (e == end)
      return ((-3000) + 1);
    es = e;
    ee = (end + 63) & (~63ull);
  } else {
    size_t s;
    size_t e;
    unsigned long long data;
    s = (end - 1) & (~63ull);
    if (s < start)
      e = start;
    else
      e = s;
    data = ((unsigned long long *)(void *)bp)[s / 64];
    data = extract_bit_range(data, e - s, end - s);
    if (data) {
      *result_out = msb(data) + s;
      return 0;
    }
    if (e == start)
      return ((-3000) + 1);
    es = start & (~63ull);
    ee = s;
  }
  res = qmemzero((unsigned long long *)(bp + es / 8ull),
                 (unsigned long long *)(bp + ee / 8ull), forward);
  if (!res)
    return ((-3000) + 1);
  if (forward) {
    r = lsb(*res) + ((void *)res - (void *)bp) * 8;
    if (r >= end)
      return ((-3000) + 1);
  } else {
    r = msb(*res) + ((void *)res - (void *)bp) * 8;
    if (r < start)
      return ((-3000) + 1);
  }
  *result_out = r;
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<bitscan>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x80,%rsp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    %ecx,-0x24(%rbp)
mov    %r8,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
je     1230 <bitscan+0xf0>
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    $0x40,%rax
and    $0xffffffffffffffc0,%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x58(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jbe    118e <bitscan+0x4e>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x58(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
and    $0xffffffffffffffc0,%rax
mov    %rax,-0x60(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x60(%rbp),%rcx
shr    $0x6,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x68(%rbp)
mov    -0x68(%rbp),%rdi
mov    -0x18(%rbp),%rsi
sub    -0x60(%rbp),%rsi
mov    -0x58(%rbp),%rdx
sub    -0x60(%rbp),%rdx
call   1040 <extract_bit_range@plt>
mov    %rax,-0x68(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x68(%rbp)
je     11f9 <bitscan+0xb9>
mov    -0x68(%rbp),%rdi
call   1060 <lsb@plt>
movslq %eax,%rcx
add    -0x60(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    13d3 <bitscan+0x293>
mov    -0x58(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jne    1213 <bitscan+0xd3>
movl   $0xfffff449,-0x4(%rbp)
jmp    13d3 <bitscan+0x293>
mov    -0x58(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%rax
add    $0x3f,%rax
and    $0xffffffffffffffc0,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
jmp    12f0 <bitscan+0x1b0>
mov    -0x20(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
and    $0xffffffffffffffc0,%rax
mov    %rax,-0x70(%rbp)
mov    -0x70(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jae    125b <bitscan+0x11b>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
jmp    1263 <bitscan+0x123>
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x78(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x70(%rbp),%rcx
shr    $0x6,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    %rax,-0x80(%rbp)
mov    -0x80(%rbp),%rdi
mov    -0x78(%rbp),%rsi
sub    -0x70(%rbp),%rsi
mov    -0x20(%rbp),%rdx
sub    -0x70(%rbp),%rdx
call   1040 <extract_bit_range@plt>
mov    %rax,-0x80(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x80(%rbp)
je     12c2 <bitscan+0x182>
mov    -0x80(%rbp),%rdi
call   1030 <msb@plt>
movslq %eax,%rcx
add    -0x70(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    13d3 <bitscan+0x293>
mov    -0x78(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jne    12dc <bitscan+0x19c>
movl   $0xfffff449,-0x4(%rbp)
jmp    13d3 <bitscan+0x293>
mov    -0x18(%rbp),%rax
and    $0xffffffffffffffc0,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x70(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    -0x38(%rbp),%rax
shr    $0x3,%rax
add    %rax,%rdi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
mov    -0x40(%rbp),%rax
shr    $0x3,%rax
add    %rax,%rsi
mov    -0x24(%rbp),%edx
call   1050 <qmemzero@plt>
mov    %rax,-0x48(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x48(%rbp)
jne    1331 <bitscan+0x1f1>
movl   $0xfffff449,-0x4(%rbp)
jmp    13d3 <bitscan+0x293>
cmpl   $0x0,-0x24(%rbp)
je     137e <bitscan+0x23e>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
call   1060 <lsb@plt>
cltq
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
sub    %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jb     1379 <bitscan+0x239>
movl   $0xfffff449,-0x4(%rbp)
jmp    13d3 <bitscan+0x293>
jmp    13c1 <bitscan+0x281>
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
call   1030 <msb@plt>
cltq
mov    -0x48(%rbp),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rdx
sub    %rdx,%rcx
shl    $0x3,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
cmp    -0x18(%rbp),%rax
jae    13bc <bitscan+0x27c>
movl   $0xfffff449,-0x4(%rbp)
jmp    13d3 <bitscan+0x293>
jmp    13c1 <bitscan+0x281>
mov    -0x50(%rbp),%rcx
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x80,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<bitscan>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %r8,%r13
mov    %ecx,%ebp
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%r14
test   %ecx,%ecx
je     11b6 <bitscan+0x76>
mov    %ebp,0xc(%rsp)
mov    %r13,(%rsp)
lea    0x40(%r12),%r13
and    $0xffffffffffffffc0,%r13
cmp    %rdx,%r13
mov    %r13,%r15
cmova  %rdx,%r15
mov    %r12,%rbx
and    $0xffffffffffffffc0,%rbx
mov    %r12,%rax
shr    $0x6,%rax
mov    (%r14,%rax,8),%rdi
mov    %r12d,%esi
and    $0x3f,%esi
mov    %rdx,%rbp
mov    %r15,%rdx
sub    %rbx,%rdx
call   1040 <extract_bit_range@plt>
test   %rax,%rax
je     120b <bitscan+0xcb>
mov    %rax,%rdi
call   1060 <lsb@plt>
cltq
add    %rax,%rbx
mov    (%rsp),%r13
jmp    11f2 <bitscan+0xb2>
lea    -0x1(%rdx),%rax
mov    %rax,%rbx
and    $0xffffffffffffffc0,%rbx
shr    $0x6,%rax
mov    (%r14,%rax,8),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    %r12,%rax
sub    %rbx,%rax
cmovae %rax,%rsi
mov    %rdx,%r15
sub    %rbx,%rdx
call   1040 <extract_bit_range@plt>
test   %rax,%rax
je     122c <bitscan+0xec>
mov    %rax,%rdi
call   1030 <msb@plt>
cltq
add    %rax,%rbx
mov    %rbx,0x0(%r13)
xor    %r14d,%r14d
mov    %r14d,%eax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
mov    %r14,%rax
mov    $0xfffff449,%r14d
cmp    %rbp,%r13
mov    (%rsp),%r13
jae    11f9 <bitscan+0xb9>
mov    %rbp,0x10(%rsp)
lea    0x3f(%rbp),%rbx
and    $0xffffffffffffffc0,%rbx
jmp    124a <bitscan+0x10a>
mov    %ebp,0xc(%rsp)
mov    %r14,%rax
mov    $0xfffff449,%r14d
cmp    %r12,%rbx
jbe    11f9 <bitscan+0xb9>
mov    %r15,0x10(%rsp)
mov    %r12,%r15
and    $0xffffffffffffffc0,%r15
shr    $0x3,%r15
add    %rax,%r15
shr    $0x3,%rbx
mov    %rax,(%rsp)
add    %rax,%rbx
mov    %r15,%rdi
mov    %rbx,%rsi
mov    0xc(%rsp),%ebp
mov    %ebp,%edx
call   1050 <qmemzero@plt>
mov    $0xfffff449,%r14d
test   %rax,%rax
je     11f9 <bitscan+0xb9>
mov    %rax,%rbx
mov    (%rax),%rdi
test   %ebp,%ebp
je     12a1 <bitscan+0x161>
call   1060 <lsb@plt>
cltq
sub    (%rsp),%rbx
lea    (%rax,%rbx,8),%rbx
cmp    0x10(%rsp),%rbx
jb     11f2 <bitscan+0xb2>
jmp    11f9 <bitscan+0xb9>
call   1030 <msb@plt>
cltq
sub    (%rsp),%rbx
lea    (%rax,%rbx,8),%rbx
cmp    %r12,%rbx
jae    11f2 <bitscan+0xb2>
jmp    11f9 <bitscan+0xb9>

LLVM IR (-O0):
define i32 @bitscan(i8* %0, i64 %1, i64 %2, i32 %3, i64* %4) {
%6 = alloca i32
%7 = alloca i8*
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i32
%11 = alloca i64*
%12 = alloca i64
%13 = alloca i64
%14 = alloca i64*
%15 = alloca i64
%16 = alloca i64
%17 = alloca i64
%18 = alloca i64
%19 = alloca i64
%20 = alloca i64
%21 = alloca i64
store i8* %0, i8** %7
store i64 %1, i64* %8
store i64 %2, i64* %9
store i32 %3, i32* %10
store i64* %4, i64** %11
%22 = load i32, i32* %10
%23 = icmp ne i32 %22, 0
br i1 %23, label %24, label %69
24: ; preds = %5
%25 = load i64, i64* %8
%26 = add i64 %25, 64
%27 = and i64 %26, -64
store i64 %27, i64* %16
%28 = load i64, i64* %16
%29 = load i64, i64* %9
%30 = icmp ugt i64 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %33
31: ; preds = %24
%32 = load i64, i64* %9
store i64 %32, i64* %16
br label %33
33: ; preds = %31, %24
%34 = load i64, i64* %8
%35 = and i64 %34, -64
store i64 %35, i64* %17
%36 = load i8*, i8** %7
%37 = bitcast i8* %36 to i64*
%38 = load i64, i64* %17
%39 = udiv i64 %38, 64
%40 = getelementptr inbounds i64, i64* %37, i64 %39
%41 = load i64, i64* %40
store i64 %41, i64* %18
%42 = load i64, i64* %18
%43 = load i64, i64* %8
%44 = load i64, i64* %17
%45 = sub i64 %43, %44
%46 = load i64, i64* %16
%47 = load i64, i64* %17
%48 = sub i64 %46, %47
%49 = call i64 @extract_bit_range(i64 %42, i64 %45, i64 %48)
store i64 %49, i64* %18
%50 = load i64, i64* %18
%51 = icmp ne i64 %50, 0
br i1 %51, label %52, label %59
52: ; preds = %33
%53 = load i64, i64* %18
%54 = call i32 @lsb(i64 %53)
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = load i64, i64* %17
%57 = add i64 %55, %56
%58 = load i64*, i64** %11
store i64 %57, i64* %58
store i32 0, i32* %6
br label %171
59: ; preds = %33
%60 = load i64, i64* %16
%61 = load i64, i64* %9
%62 = icmp eq i64 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %64
63: ; preds = %59
store i32 -2999, i32* %6
br label %171
64: ; preds = %59
%65 = load i64, i64* %16
store i64 %65, i64* %12
%66 = load i64, i64* %9
%67 = add i64 %66, 63
%68 = and i64 %67, -64
store i64 %68, i64* %13
br label %113
69: ; preds = %5
%70 = load i64, i64* %9
%71 = sub i64 %70, 1
%72 = and i64 %71, -64
store i64 %72, i64* %19
%73 = load i64, i64* %19
%74 = load i64, i64* %8
%75 = icmp ult i64 %73, %74
br i1 %75, label %76, label %78
76: ; preds = %69
%77 = load i64, i64* %8
store i64 %77, i64* %20
br label %80
78: ; preds = %69
%79 = load i64, i64* %19
store i64 %79, i64* %20
br label %80
80: ; preds = %78, %76
%81 = load i8*, i8** %7
%82 = bitcast i8* %81 to i64*
%83 = load i64, i64* %19
%84 = udiv i64 %83, 64
%85 = getelementptr inbounds i64, i64* %82, i64 %84
%86 = load i64, i64* %85
store i64 %86, i64* %21
%87 = load i64, i64* %21
%88 = load i64, i64* %20
%89 = load i64, i64* %19
%90 = sub i64 %88, %89
%91 = load i64, i64* %9
%92 = load i64, i64* %19
%93 = sub i64 %91, %92
%94 = call i64 @extract_bit_range(i64 %87, i64 %90, i64 %93)
store i64 %94, i64* %21
%95 = load i64, i64* %21
%96 = icmp ne i64 %95, 0
br i1 %96, label %97, label %104
97: ; preds = %80
%98 = load i64, i64* %21
%99 = call i32 @msb(i64 %98)
%100 = sext i32 %99 to i64
%101 = load i64, i64* %19
%102 = add i64 %100, %101
%103 = load i64*, i64** %11
store i64 %102, i64* %103
store i32 0, i32* %6
br label %171
104: ; preds = %80
%105 = load i64, i64* %20
%106 = load i64, i64* %8
%107 = icmp eq i64 %105, %106
br i1 %107, label %108, label %109
108: ; preds = %104
store i32 -2999, i32* %6
br label %171
109: ; preds = %104
%110 = load i64, i64* %8
%111 = and i64 %110, -64
store i64 %111, i64* %12
%112 = load i64, i64* %19
store i64 %112, i64* %13
br label %113
113: ; preds = %109, %64
%114 = load i8*, i8** %7
%115 = load i64, i64* %12
%116 = udiv i64 %115, 8
%117 = getelementptr inbounds i8, i8* %114, i64 %116
%118 = bitcast i8* %117 to i64*
%119 = load i8*, i8** %7
%120 = load i64, i64* %13
%121 = udiv i64 %120, 8
%122 = getelementptr inbounds i8, i8* %119, i64 %121
%123 = bitcast i8* %122 to i64*
%124 = load i32, i32* %10
%125 = call i64* @qmemzero(i64* %118, i64* %123, i32 %124)
store i64* %125, i64** %14
%126 = load i64*, i64** %14
%127 = icmp ne i64* %126, null
br i1 %127, label %129, label %128
128: ; preds = %113
store i32 -2999, i32* %6
br label %171
129: ; preds = %113
%130 = load i32, i32* %10
%131 = icmp ne i32 %130, 0
br i1 %131, label %132, label %150
132: ; preds = %129
%133 = load i64*, i64** %14
%134 = load i64, i64* %133
%135 = call i32 @lsb(i64 %134)
%136 = sext i32 %135 to i64
%137 = load i64*, i64** %14
%138 = bitcast i64* %137 to i8*
%139 = load i8*, i8** %7
%140 = ptrtoint i8* %138 to i64
%141 = ptrtoint i8* %139 to i64
%142 = sub i64 %140, %141
%143 = mul nsw i64 %142, 8
%144 = add nsw i64 %136, %143
store i64 %144, i64* %15
%145 = load i64, i64* %15
%146 = load i64, i64* %9
%147 = icmp uge i64 %145, %146
br i1 %147, label %148, label %149
148: ; preds = %132
store i32 -2999, i32* %6
br label %171
149: ; preds = %132
br label %168
150: ; preds = %129
%151 = load i64*, i64** %14
%152 = load i64, i64* %151
%153 = call i32 @msb(i64 %152)
%154 = sext i32 %153 to i64
%155 = load i64*, i64** %14
%156 = bitcast i64* %155 to i8*
%157 = load i8*, i8** %7
%158 = ptrtoint i8* %156 to i64
%159 = ptrtoint i8* %157 to i64
%160 = sub i64 %158, %159
%161 = mul nsw i64 %160, 8
%162 = add nsw i64 %154, %161
store i64 %162, i64* %15
%163 = load i64, i64* %15
%164 = load i64, i64* %8
%165 = icmp ult i64 %163, %164
br i1 %165, label %166, label %167
166: ; preds = %150
store i32 -2999, i32* %6
br label %171
167: ; preds = %150
br label %168
168: ; preds = %167, %149
%169 = load i64, i64* %15
%170 = load i64*, i64** %11
store i64 %169, i64* %170
store i32 0, i32* %6
br label %171
171: ; preds = %168, %166, %148, %128, %108, %97, %63, %52
%172 = load i32, i32* %6
ret i32 %172
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @bitscan(i8* %0, i64 %1, i64 %2, i32 %3, i64* nocapture writeonly %4) {
%6 = icmp eq i32 %3, 0
br i1 %6, label %30, label %7
7: ; preds = %5
%8 = add i64 %1, 64
%9 = and i64 %8, -64
%10 = icmp ugt i64 %9, %2
%11 = select i1 %10, i64 %2, i64 %9
%12 = and i64 %1, -64
%13 = bitcast i8* %0 to i64*
%14 = lshr i64 %1, 6
%15 = getelementptr inbounds i64, i64* %13, i64 %14
%16 = load i64, i64* %15
%17 = and i64 %1, 63
%18 = sub i64 %11, %12
%19 = tail call i64 @extract_bit_range(i64 %16, i64 %17, i64 %18)
%20 = icmp eq i64 %19, 0
br i1 %20, label %25, label %21
21: ; preds = %7
%22 = tail call i32 @lsb(i64 %19)
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = add i64 %12, %23
br label %80
25: ; preds = %7
%26 = icmp ult i64 %9, %2
br i1 %26, label %27, label %82
27: ; preds = %25
%28 = add i64 %2, 63
%29 = and i64 %28, -64
br label %49
30: ; preds = %5
%31 = add i64 %2, -1
%32 = and i64 %31, -64
%33 = bitcast i8* %0 to i64*
%34 = lshr i64 %31, 6
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %33, i64 %34
%36 = load i64, i64* %35
%37 = tail call i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %1, i64 %32)
%38 = sub i64 %2, %32
%39 = tail call i64 @extract_bit_range(i64 %36, i64 %37, i64 %38)
%40 = icmp eq i64 %39, 0
br i1 %40, label %45, label %41
41: ; preds = %30
%42 = tail call i32 @msb(i64 %39)
%43 = sext i32 %42 to i64
%44 = add i64 %32, %43
br label %80
45: ; preds = %30
%46 = icmp ugt i64 %32, %1
br i1 %46, label %47, label %82
47: ; preds = %45
%48 = and i64 %1, -64
br label %49
49: ; preds = %47, %27
%50 = phi i64 [ %29, %27 ], [ %32, %47 ]
%51 = phi i64 [ %11, %27 ], [ %48, %47 ]
%52 = lshr i64 %51, 3
%53 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %52
%54 = bitcast i8* %53 to i64*
%55 = lshr exact i64 %50, 3
%56 = getelementptr inbounds i8, i8* %0, i64 %55
%57 = bitcast i8* %56 to i64*
%58 = tail call i64* @qmemzero(i64* %54, i64* %57, i32 %3)
%59 = icmp eq i64* %58, null
br i1 %59, label %82, label %60
60: ; preds = %49
%61 = load i64, i64* %58
br i1 %6, label %71, label %62
62: ; preds = %60
%63 = tail call i32 @lsb(i64 %61)
%64 = sext i32 %63 to i64
%65 = ptrtoint i64* %58 to i64
%66 = ptrtoint i8* %0 to i64
%67 = sub i64 %65, %66
%68 = shl nsw i64 %67, 3
%69 = add nsw i64 %68, %64
%70 = icmp ult i64 %69, %2
br i1 %70, label %80, label %82
71: ; preds = %60
%72 = tail call i32 @msb(i64 %61)
%73 = sext i32 %72 to i64
%74 = ptrtoint i64* %58 to i64
%75 = ptrtoint i8* %0 to i64
%76 = sub i64 %74, %75
%77 = shl nsw i64 %76, 3
%78 = add nsw i64 %77, %73
%79 = icmp ult i64 %78, %1
br i1 %79, label %82, label %80
80: ; preds = %62, %71, %21, %41
%81 = phi i64 [ %44, %41 ], [ %24, %21 ], [ %69, %62 ], [ %78, %71 ]
store i64 %81, i64* %4
br label %82
82: ; preds = %80, %45, %25, %71, %62, %49
%83 = phi i32 [ -2999, %49 ], [ -2999, %62 ], [ -2999, %71 ], [ -2999, %25 ], [ -2999, %45 ], [ 0, %80 ]
ret i32 %83
}