#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 getbit(int, int);
int setbit(int, int, int);
int next_big(int n) {
  int index = 0;
  int ones = 0;
  while (getbit(n, index) == 0) {
    index++;
  }
  while (getbit(n, index) == 1) {
    index++;
    ones++;
  }
  n = setbit(n, index, 1);
  ones--;
  index--;
  for (; index >= ones; index--) {
    n = setbit(n, index, 0);
  }
  for (; index > 0; index--) {
    n = setbit(n, index, 1);
  }
  return n;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<next_big>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
call   1040 <getbit@plt>
cmp    $0x0,%eax
jne    115b <next_big+0x3b>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1139 <next_big+0x19>
jmp    1160 <next_big+0x40>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
call   1040 <getbit@plt>
cmp    $0x1,%eax
jne    118b <next_big+0x6b>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    1160 <next_big+0x40>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    $0x1,%edx
call   1030 <setbit@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jl     11da <next_big+0xba>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
xor    %edx,%edx
call   1030 <setbit@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    11b0 <next_big+0x90>
jmp    11df <next_big+0xbf>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jle    120a <next_big+0xea>
mov    -0x4(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    $0x1,%edx
call   1030 <setbit@plt>
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    11df <next_big+0xbf>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<next_big>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%r15d
xor    %ebx,%ebx
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebx,%ebp
mov    %r15d,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1040 <getbit@plt>
lea    0x1(%rbp),%ebx
test   %eax,%eax
je     1130 <next_big+0x10>
mov    %r15d,%edi
mov    %ebp,%esi
call   1040 <getbit@plt>
cmp    $0x1,%eax
jne    119b <next_big+0x7b>
mov    $0xffffffff,%r14d
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rbx,%r14,1),%esi
add    $0x1,%esi
mov    %r15d,%edi
call   1040 <getbit@plt>
add    $0x1,%r14d
cmp    $0x1,%eax
je     1160 <next_big+0x40>
lea    (%rbx,%r14,1),%esi
mov    %r15d,%edi
mov    $0x1,%edx
call   1030 <setbit@plt>
lea    (%rbx,%r14,1),%ebp
add    $0xffffffff,%ebp
cmp    %r14d,%ebp
jb     11d5 <next_big+0xb5>
add    $0x1,%r14d
jmp    11b0 <next_big+0x90>
mov    %r15d,%edi
mov    %ebp,%esi
mov    $0x1,%edx
call   1030 <setbit@plt>
add    $0xffffffff,%ebp
xor    %r14d,%r14d
mov    %ebp,%ebx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    %eax,%edi
mov    %ebx,%esi
xor    %edx,%edx
call   1030 <setbit@plt>
lea    -0x1(%rbx),%ebp
cmp    %r14d,%ebx
mov    %ebp,%ebx
jge    11c0 <next_big+0xa0>
test   %ebp,%ebp
jle    11f8 <next_big+0xd8>
nopl   0x0(%rax)
mov    %eax,%edi
mov    %ebp,%esi
mov    $0x1,%edx
call   1030 <setbit@plt>
lea    -0x1(%rbp),%ecx
cmp    $0x1,%ebp
mov    %ecx,%ebp
ja     11e0 <next_big+0xc0>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @next_big(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
br label %5
5: ; preds = %10, %1
%6 = load i32, i32* %2
%7 = load i32, i32* %3
%8 = call i32 @getbit(i32 %6, i32 %7)
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %13
10: ; preds = %5
%11 = load i32, i32* %3
%12 = add nsw i32 %11, 1
store i32 %12, i32* %3
br label %5
13: ; preds = %5
br label %14
14: ; preds = %19, %13
%15 = load i32, i32* %2
%16 = load i32, i32* %3
%17 = call i32 @getbit(i32 %15, i32 %16)
%18 = icmp eq i32 %17, 1
br i1 %18, label %19, label %24
19: ; preds = %14
%20 = load i32, i32* %3
%21 = add nsw i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %3
%22 = load i32, i32* %4
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %4
br label %14
24: ; preds = %14
%25 = load i32, i32* %2
%26 = load i32, i32* %3
%27 = call i32 @setbit(i32 %25, i32 %26, i32 1)
store i32 %27, i32* %2
%28 = load i32, i32* %4
%29 = add nsw i32 %28, -1
store i32 %29, i32* %4
%30 = load i32, i32* %3
%31 = add nsw i32 %30, -1
store i32 %31, i32* %3
br label %32
32: ; preds = %40, %24
%33 = load i32, i32* %3
%34 = load i32, i32* %4
%35 = icmp sge i32 %33, %34
br i1 %35, label %36, label %43
36: ; preds = %32
%37 = load i32, i32* %2
%38 = load i32, i32* %3
%39 = call i32 @setbit(i32 %37, i32 %38, i32 0)
store i32 %39, i32* %2
br label %40
40: ; preds = %36
%41 = load i32, i32* %3
%42 = add nsw i32 %41, -1
store i32 %42, i32* %3
br label %32
43: ; preds = %32
br label %44
44: ; preds = %51, %43
%45 = load i32, i32* %3
%46 = icmp sgt i32 %45, 0
br i1 %46, label %47, label %54
47: ; preds = %44
%48 = load i32, i32* %2
%49 = load i32, i32* %3
%50 = call i32 @setbit(i32 %48, i32 %49, i32 1)
store i32 %50, i32* %2
br label %51
51: ; preds = %47
%52 = load i32, i32* %3
%53 = add nsw i32 %52, -1
store i32 %53, i32* %3
br label %44
54: ; preds = %44
%55 = load i32, i32* %2
ret i32 %55
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @next_big(i32 %0) {
br label %2
2: ; preds = %2, %1
%3 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %6, %2 ]
%4 = tail call i32 @getbit(i32 %0, i32 %3)
%5 = icmp eq i32 %4, 0
%6 = add nuw nsw i32 %3, 1
br i1 %5, label %2, label %7
7: ; preds = %2
%8 = tail call i32 @getbit(i32 %0, i32 %3)
%9 = icmp eq i32 %8, 1
br i1 %9, label %13, label %10
10: ; preds = %7
%11 = tail call i32 @setbit(i32 %0, i32 %3, i32 1)
%12 = add nsw i32 %3, -1
br label %23
13: ; preds = %7, %13
%14 = phi i32 [ %17, %13 ], [ 0, %7 ]
%15 = phi i32 [ %16, %13 ], [ %3, %7 ]
%16 = add nuw nsw i32 %15, 1
%17 = add nuw nsw i32 %14, 1
%18 = tail call i32 @getbit(i32 %0, i32 %16)
%19 = icmp eq i32 %18, 1
br i1 %19, label %13, label %20
20: ; preds = %13
%21 = tail call i32 @setbit(i32 %0, i32 %16, i32 1)
%22 = icmp ult i32 %15, %14
br i1 %22, label %27, label %23
23: ; preds = %10, %20
%24 = phi i32 [ %12, %10 ], [ %15, %20 ]
%25 = phi i32 [ %11, %10 ], [ %21, %20 ]
%26 = phi i32 [ 0, %10 ], [ %17, %20 ]
br label %31
27: ; preds = %31, %20
%28 = phi i32 [ %21, %20 ], [ %34, %31 ]
%29 = phi i32 [ %15, %20 ], [ %35, %31 ]
%30 = icmp sgt i32 %29, 0
br i1 %30, label %37, label %43
31: ; preds = %23, %31
%32 = phi i32 [ %35, %31 ], [ %24, %23 ]
%33 = phi i32 [ %34, %31 ], [ %25, %23 ]
%34 = tail call i32 @setbit(i32 %33, i32 %32, i32 0)
%35 = add nsw i32 %32, -1
%36 = icmp slt i32 %32, %26
br i1 %36, label %27, label %31
37: ; preds = %27, %37
%38 = phi i32 [ %41, %37 ], [ %29, %27 ]
%39 = phi i32 [ %40, %37 ], [ %28, %27 ]
%40 = tail call i32 @setbit(i32 %39, i32 %38, i32 1)
%41 = add nsw i32 %38, -1
%42 = icmp ugt i32 %38, 1
br i1 %42, label %37, label %43
43: ; preds = %37, %27
%44 = phi i32 [ %28, %27 ], [ %40, %37 ]
ret i32 %44
}