#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 ssize_t;

/* Variables and functions */
ssize_t utf8_to_utf8(const char *string, char *buffer, size_t buflen) {
  const char *in = string;
  char *out = buffer;
  char *end = buffer + buflen;
  int ch, state;
  state = 0;
  while (out < end) {
    ch = *(unsigned char *)in++;
    *out++ = ch;
    if (state == 0) {
      if (ch == 0) {
        return out - buffer - 1;
      } else if (~ch & 0x80) {
        state = 0;
      } else if (~ch & 0x40) {
        return -1;
      } else if (~ch & 0x20) {
        state = 1;
      } else if (~ch & 0x10) {
        state = 2;
      } else if (~ch & 0x08) {
        state = 3;
      } else if (~ch & 0x04) {
        state = 4;
      } else if (~ch & 0x02) {
        state = 5;
      } else {
        return -1;
      }
    } else if ((ch & 0xc0) != 0x80) {
      return -1;
    } else {
      state--;
    }
  }
  return -1;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<utf8_to_utf8>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x10(%rbp)
mov    %rsi,-0x18(%rbp)
mov    %rdx,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    -0x20(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
cmp    -0x38(%rbp),%rax
jae    12d1 <utf8_to_utf8+0x1d1>
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    %rax,%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,-0x28(%rbp)
movzbl (%rax),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
mov    -0x3c(%rbp),%eax
mov    %al,%cl
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    %rax,%rdx
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
mov    %cl,(%rax)
cmpl   $0x0,-0x40(%rbp)
jne    129f <utf8_to_utf8+0x19f>
cmpl   $0x0,-0x3c(%rbp)
jne    1197 <utf8_to_utf8+0x97>
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
sub    %rcx,%rax
sub    $0x1,%rax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    12d8 <utf8_to_utf8+0x1d8>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x80,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11b7 <utf8_to_utf8+0xb7>
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
jmp    1295 <utf8_to_utf8+0x195>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x40,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11d5 <utf8_to_utf8+0xd5>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    12d8 <utf8_to_utf8+0x1d8>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x20,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11f3 <utf8_to_utf8+0xf3>
movl   $0x1,-0x40(%rbp)
jmp    128b <utf8_to_utf8+0x18b>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x10,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     1211 <utf8_to_utf8+0x111>
movl   $0x2,-0x40(%rbp)
jmp    1286 <utf8_to_utf8+0x186>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x8,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     122f <utf8_to_utf8+0x12f>
movl   $0x3,-0x40(%rbp)
jmp    1281 <utf8_to_utf8+0x181>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x4,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     124d <utf8_to_utf8+0x14d>
movl   $0x4,-0x40(%rbp)
jmp    127c <utf8_to_utf8+0x17c>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
xor    $0xffffffff,%eax
and    $0x2,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     126b <utf8_to_utf8+0x16b>
movl   $0x5,-0x40(%rbp)
jmp    1277 <utf8_to_utf8+0x177>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    12d8 <utf8_to_utf8+0x1d8>
jmp    127c <utf8_to_utf8+0x17c>
jmp    1281 <utf8_to_utf8+0x181>
jmp    1286 <utf8_to_utf8+0x186>
jmp    128b <utf8_to_utf8+0x18b>
jmp    1290 <utf8_to_utf8+0x190>
jmp    1295 <utf8_to_utf8+0x195>
jmp    129a <utf8_to_utf8+0x19a>
jmp    12cc <utf8_to_utf8+0x1cc>
mov    -0x3c(%rbp),%eax
and    $0xc0,%eax
cmp    $0x80,%eax
je     12be <utf8_to_utf8+0x1be>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
jmp    12d8 <utf8_to_utf8+0x1d8>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    12cc <utf8_to_utf8+0x1cc>
jmp    1133 <utf8_to_utf8+0x33>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<utf8_to_utf8>:
mov    $0xffffffff,%eax
test   %rdx,%rdx
jle    11a3 <utf8_to_utf8+0xa3>
add    %rsi,%rdx
xor    %ecx,%ecx
xor    %r9d,%r9d
jmp    1142 <utf8_to_utf8+0x42>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
and    $0xffffffc0,%r8d
cmp    $0x80,%r8d
jne    11a3 <utf8_to_utf8+0xa3>
add    $0xffffffff,%r9d
lea    (%rsi,%rcx,1),%r8
add    $0x1,%r8
add    $0x1,%rcx
cmp    %rdx,%r8
jae    11a3 <utf8_to_utf8+0xa3>
movzbl (%rdi,%rcx,1),%r8d
mov    %r8b,(%rsi,%rcx,1)
test   %r9d,%r9d
jne    1120 <utf8_to_utf8+0x20>
test   %r8d,%r8d
je     11a4 <utf8_to_utf8+0xa4>
not    %r8d
xor    %r9d,%r9d
test   $0x80,%r8b
jne    1131 <utf8_to_utf8+0x31>
test   $0x40,%r8b
jne    11a3 <utf8_to_utf8+0xa3>
mov    $0x1,%r9d
test   $0x20,%r8b
jne    1131 <utf8_to_utf8+0x31>
mov    $0x2,%r9d
test   $0x10,%r8b
jne    1131 <utf8_to_utf8+0x31>
mov    $0x3,%r9d
test   $0x8,%r8b
jne    1131 <utf8_to_utf8+0x31>
mov    $0x4,%r9d
test   $0x4,%r8b
jne    1131 <utf8_to_utf8+0x31>
mov    $0x5,%r9d
test   $0x2,%r8b
jne    1131 <utf8_to_utf8+0x31>
ret
mov    %ecx,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @utf8_to_utf8(i8* %0, i8* %1, i64 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i8*
%7 = alloca i64
%8 = alloca i8*
%9 = alloca i8*
%10 = alloca i8*
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
store i8* %0, i8** %5
store i8* %1, i8** %6
store i64 %2, i64* %7
%13 = load i8*, i8** %5
store i8* %13, i8** %8
%14 = load i8*, i8** %6
store i8* %14, i8** %9
%15 = load i8*, i8** %6
%16 = load i64, i64* %7
%17 = getelementptr inbounds i8, i8* %15, i64 %16
store i8* %17, i8** %10
store i32 0, i32* %12
br label %18
18: ; preds = %104, %3
%19 = load i8*, i8** %9
%20 = load i8*, i8** %10
%21 = icmp ult i8* %19, %20
br i1 %21, label %22, label %105
22: ; preds = %18
%23 = load i8*, i8** %8
%24 = getelementptr inbounds i8, i8* %23, i32 1
store i8* %24, i8** %8
%25 = load i8, i8* %23
%26 = zext i8 %25 to i32
store i32 %26, i32* %11
%27 = load i32, i32* %11
%28 = trunc i32 %27 to i8
%29 = load i8*, i8** %9
%30 = getelementptr inbounds i8, i8* %29, i32 1
store i8* %30, i8** %9
store i8 %28, i8* %29
%31 = load i32, i32* %12
%32 = icmp eq i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %95
33: ; preds = %22
%34 = load i32, i32* %11
%35 = icmp eq i32 %34, 0
br i1 %35, label %36, label %44
36: ; preds = %33
%37 = load i8*, i8** %9
%38 = load i8*, i8** %6
%39 = ptrtoint i8* %37 to i64
%40 = ptrtoint i8* %38 to i64
%41 = sub i64 %39, %40
%42 = sub nsw i64 %41, 1
%43 = trunc i64 %42 to i32
store i32 %43, i32* %4
br label %106
44: ; preds = %33
%45 = load i32, i32* %11
%46 = xor i32 %45, -1
%47 = and i32 %46, 128
%48 = icmp ne i32 %47, 0
br i1 %48, label %49, label %50
49: ; preds = %44
store i32 0, i32* %12
br label %93
50: ; preds = %44
%51 = load i32, i32* %11
%52 = xor i32 %51, -1
%53 = and i32 %52, 64
%54 = icmp ne i32 %53, 0
br i1 %54, label %55, label %56
55: ; preds = %50
store i32 -1, i32* %4
br label %106
56: ; preds = %50
%57 = load i32, i32* %11
%58 = xor i32 %57, -1
%59 = and i32 %58, 32
%60 = icmp ne i32 %59, 0
br i1 %60, label %61, label %62
61: ; preds = %56
store i32 1, i32* %12
br label %91
62: ; preds = %56
%63 = load i32, i32* %11
%64 = xor i32 %63, -1
%65 = and i32 %64, 16
%66 = icmp ne i32 %65, 0
br i1 %66, label %67, label %68
67: ; preds = %62
store i32 2, i32* %12
br label %90
68: ; preds = %62
%69 = load i32, i32* %11
%70 = xor i32 %69, -1
%71 = and i32 %70, 8
%72 = icmp ne i32 %71, 0
br i1 %72, label %73, label %74
73: ; preds = %68
store i32 3, i32* %12
br label %89
74: ; preds = %68
%75 = load i32, i32* %11
%76 = xor i32 %75, -1
%77 = and i32 %76, 4
%78 = icmp ne i32 %77, 0
br i1 %78, label %79, label %80
79: ; preds = %74
store i32 4, i32* %12
br label %88
80: ; preds = %74
%81 = load i32, i32* %11
%82 = xor i32 %81, -1
%83 = and i32 %82, 2
%84 = icmp ne i32 %83, 0
br i1 %84, label %85, label %86
85: ; preds = %80
store i32 5, i32* %12
br label %87
86: ; preds = %80
store i32 -1, i32* %4
br label %106
87: ; preds = %85
br label %88
88: ; preds = %87, %79
br label %89
89: ; preds = %88, %73
br label %90
90: ; preds = %89, %67
br label %91
91: ; preds = %90, %61
br label %92
92: ; preds = %91
br label %93
93: ; preds = %92, %49
br label %94
94: ; preds = %93
br label %104
95: ; preds = %22
%96 = load i32, i32* %11
%97 = and i32 %96, 192
%98 = icmp ne i32 %97, 128
br i1 %98, label %99, label %100
99: ; preds = %95
store i32 -1, i32* %4
br label %106
100: ; preds = %95
%101 = load i32, i32* %12
%102 = add nsw i32 %101, -1
store i32 %102, i32* %12
br label %103
103: ; preds = %100
br label %104
104: ; preds = %103, %94
br label %18
105: ; preds = %18
store i32 -1, i32* %4
br label %106
106: ; preds = %105, %99, %86, %55, %36
%107 = load i32, i32* %4
ret i32 %107
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @utf8_to_utf8(i8* nocapture %0, i8* %1, i64 %2) {
%4 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %2
%5 = icmp sgt i64 %2, 0
br i1 %5, label %6, label %53
6: ; preds = %3, %50
%7 = phi i32 [ %51, %50 ], [ 0, %3 ]
%8 = phi i8* [ %10, %50 ], [ %0, %3 ]
%9 = phi i8* [ %13, %50 ], [ %1, %3 ]
%10 = getelementptr inbounds i8, i8* %8, i64 1
%11 = load i8, i8* %8
%12 = zext i8 %11 to i32
%13 = getelementptr inbounds i8, i8* %9, i64 1
store i8 %11, i8* %9
%14 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %14, label %15, label %45
15: ; preds = %6
%16 = icmp eq i8 %11, 0
br i1 %16, label %17, label %23
17: ; preds = %15
%18 = ptrtoint i8* %13 to i64
%19 = ptrtoint i8* %1 to i64
%20 = xor i64 %19, -1
%21 = add i64 %18, %20
%22 = trunc i64 %21 to i32
br label %53
23: ; preds = %15
%24 = xor i32 %12, -1
%25 = and i32 %24, 128
%26 = icmp eq i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %50
27: ; preds = %23
%28 = and i32 %24, 64
%29 = icmp eq i32 %28, 0
br i1 %29, label %30, label %53
30: ; preds = %27
%31 = and i32 %24, 32
%32 = icmp eq i32 %31, 0
br i1 %32, label %33, label %50
33: ; preds = %30
%34 = and i32 %24, 16
%35 = icmp eq i32 %34, 0
br i1 %35, label %36, label %50
36: ; preds = %33
%37 = and i32 %24, 8
%38 = icmp eq i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %50
39: ; preds = %36
%40 = and i32 %24, 4
%41 = icmp eq i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %50
42: ; preds = %39
%43 = and i32 %24, 2
%44 = icmp eq i32 %43, 0
br i1 %44, label %53, label %50
45: ; preds = %6
%46 = and i32 %12, 192
%47 = icmp eq i32 %46, 128
br i1 %47, label %48, label %53
48: ; preds = %45
%49 = add nsw i32 %7, -1
br label %50
50: ; preds = %42, %39, %36, %33, %30, %23, %48
%51 = phi i32 [ %49, %48 ], [ 0, %23 ], [ 1, %30 ], [ 2, %33 ], [ 3, %36 ], [ 4, %39 ], [ 5, %42 ]
%52 = icmp ult i8* %13, %4
br i1 %52, label %6, label %53
53: ; preds = %27, %42, %45, %50, %3, %17
%54 = phi i32 [ %22, %17 ], [ -1, %3 ], [ -1, %50 ], [ -1, %45 ], [ -1, %42 ], [ -1, %27 ]
ret i32 %54
}