#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 /*<<< orphan*/ assert(int);
unsigned short *malloc(int);
unsigned short *realloc(unsigned short *, size_t);
void TraceBackwards(size_t size, const unsigned short *length_array,
                    unsigned short **path, size_t *pathsize) {
  size_t index = size;
  if (size == 0)
    return;
  for (;;) {
    {
      if (!((*pathsize) & ((*pathsize) - 1))) {
        (*path) = (*pathsize) == 0
                      ? malloc(sizeof(**path))
                      : realloc((*path), (*pathsize) * 2 * sizeof(**path));
      }
      (*path)[(*pathsize)] = (length_array[index]);
      (*pathsize)++;
    };
    assert(length_array[index] <= index);
    assert(length_array[index] <= 258);
    assert(length_array[index] != 0);
    index -= length_array[index];
    if (index == 0)
      break;
  }
  for (index = 0; index < *pathsize / 2; index++) {
    unsigned short temp = (*path)[index];
    (*path)[index] = (*path)[*pathsize - index - 1];
    (*path)[*pathsize - index - 1] = temp;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<TraceBackwards>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
mov    %rcx,-0x20(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
jne    1160 <TraceBackwards+0x30>
jmp    130b <TraceBackwards+0x1db>
jmp    1165 <TraceBackwards+0x35>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    $0x1,%rcx
and    %rcx,%rax
cmp    $0x0,%rax
jne    11cf <TraceBackwards+0x9f>
mov    -0x20(%rbp),%rax
cmpq   $0x0,(%rax)
jne    11a5 <TraceBackwards+0x75>
mov    $0x2,%edi
call   1040 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    11c4 <TraceBackwards+0x94>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rdi
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rsi
shl    $0x1,%rsi
shl    $0x1,%rsi
call   1050 <realloc@plt>
mov    %rax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,2),%dx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rcx
add    $0x1,%rcx
mov    %rcx,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
cmp    -0x28(%rbp),%rax
setbe  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
cmp    $0x102,%eax
setle  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
movzwl (%rax,%rcx,2),%eax
mov    %eax,%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
cmpq   $0x0,-0x28(%rbp)
jne    127b <TraceBackwards+0x14b>
jmp    1280 <TraceBackwards+0x150>
jmp    1165 <TraceBackwards+0x35>
movq   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
shr    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rax
jae    130b <TraceBackwards+0x1db>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,2),%ax
mov    %ax,-0x2a(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    -0x28(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
mov    (%rax,%rcx,2),%dx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x2a(%rbp),%dx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
sub    -0x28(%rbp),%rcx
sub    $0x1,%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1288 <TraceBackwards+0x158>
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<TraceBackwards>:
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %rdi,%rdi
je     1273 <TraceBackwards+0x143>
mov    %rcx,%r15
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r12
mov    %rdi,%rbx
jmp    11a6 <TraceBackwards+0x76>
nop
mov    (%r14),%rax
movzwl (%r12,%rbx,2),%ecx
mov    %cx,(%rax,%rsi,2)
add    $0x1,%rsi
mov    %rsi,(%r15)
movzwl (%r12,%rbx,2),%eax
xor    %edi,%edi
cmp    %rax,%rbx
setae  %dil
call   1030 <assert@plt>
movzwl (%r12,%rbx,2),%eax
xor    %edi,%edi
cmp    $0x103,%eax
setb   %dil
call   1030 <assert@plt>
xor    %edi,%edi
cmpw   $0x0,(%r12,%rbx,2)
setne  %dil
call   1030 <assert@plt>
movzwl (%r12,%rbx,2),%eax
sub    %rax,%rbx
je     11dc <TraceBackwards+0xac>
mov    (%r15),%rsi
lea    -0x1(%rsi),%rax
test   %rax,%rsi
jne    1150 <TraceBackwards+0x20>
test   %rsi,%rsi
je     11c8 <TraceBackwards+0x98>
mov    (%r14),%rdi
shl    $0x2,%rsi
call   1050 <realloc@plt>
mov    (%r15),%rsi
jmp    11d4 <TraceBackwards+0xa4>
mov    $0x2,%edi
call   1040 <malloc@plt>
xor    %esi,%esi
mov    %rax,(%r14)
jmp    1153 <TraceBackwards+0x23>
mov    (%r15),%r9
cmp    $0x2,%r9
jb     1273 <TraceBackwards+0x143>
mov    %r9,%rsi
shr    %rsi
mov    (%r14),%r8
cmp    $0x1,%rsi
jne    1202 <TraceBackwards+0xd2>
xor    %edx,%edx
test   $0x2,%r9b
jne    1256 <TraceBackwards+0x126>
jmp    1273 <TraceBackwards+0x143>
lea    0x2(%r8),%rdi
lea    (%r8,%r9,2),%rbx
add    $0xfffffffffffffffe,%rbx
and    $0xfffffffffffffffe,%rsi
neg    %rsi
xor    %edx,%edx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
movzwl -0x2(%rdi),%ecx
movzwl (%rbx,%rdx,2),%eax
mov    %ax,-0x2(%rdi)
mov    %cx,(%rbx,%rdx,2)
movzwl (%rdi),%eax
movzwl -0x2(%rbx,%rdx,2),%ecx
mov    %cx,(%rdi)
mov    %ax,-0x2(%rbx,%rdx,2)
add    $0x4,%rdi
add    $0xfffffffffffffffe,%rdx
cmp    %rdx,%rsi
jne    1220 <TraceBackwards+0xf0>
neg    %rdx
test   $0x2,%r9b
je     1273 <TraceBackwards+0x143>
movzwl (%r8,%rdx,2),%eax
mov    %rdx,%rcx
not    %rcx
add    %rcx,%r9
movzwl (%r8,%r9,2),%ecx
mov    %cx,(%r8,%rdx,2)
mov    %ax,(%r8,%r9,2)
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
ret

LLVM IR (-O0):
define void @TraceBackwards(i64 %0, i16* %1, i16** %2, i64* %3) {
%5 = alloca i64
%6 = alloca i16*
%7 = alloca i16**
%8 = alloca i64*
%9 = alloca i64
%10 = alloca i16
store i64 %0, i64* %5
store i16* %1, i16** %6
store i16** %2, i16*** %7
store i64* %3, i64** %8
%11 = load i64, i64* %5
store i64 %11, i64* %9
%12 = load i64, i64* %5
%13 = icmp eq i64 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %4
br label %128
15: ; preds = %4
br label %16
16: ; preds = %89, %15
%17 = load i64*, i64** %8
%18 = load i64, i64* %17
%19 = load i64*, i64** %8
%20 = load i64, i64* %19
%21 = sub i64 %20, 1
%22 = and i64 %18, %21
%23 = icmp ne i64 %22, 0
br i1 %23, label %41, label %24
24: ; preds = %16
%25 = load i64*, i64** %8
%26 = load i64, i64* %25
%27 = icmp eq i64 %26, 0
br i1 %27, label %28, label %30
28: ; preds = %24
%29 = call i16* @malloc(i32 2)
br label %38
30: ; preds = %24
%31 = load i16**, i16*** %7
%32 = load i16*, i16** %31
%33 = load i64*, i64** %8
%34 = load i64, i64* %33
%35 = mul i64 %34, 2
%36 = mul i64 %35, 2
%37 = call i16* @realloc(i16* %32, i64 %36)
br label %38
38: ; preds = %30, %28
%39 = phi i16* [ %29, %28 ], [ %37, %30 ]
%40 = load i16**, i16*** %7
store i16* %39, i16** %40
br label %41
41: ; preds = %38, %16
%42 = load i16*, i16** %6
%43 = load i64, i64* %9
%44 = getelementptr inbounds i16, i16* %42, i64 %43
%45 = load i16, i16* %44
%46 = load i16**, i16*** %7
%47 = load i16*, i16** %46
%48 = load i64*, i64** %8
%49 = load i64, i64* %48
%50 = getelementptr inbounds i16, i16* %47, i64 %49
store i16 %45, i16* %50
%51 = load i64*, i64** %8
%52 = load i64, i64* %51
%53 = add i64 %52, 1
store i64 %53, i64* %51
%54 = load i16*, i16** %6
%55 = load i64, i64* %9
%56 = getelementptr inbounds i16, i16* %54, i64 %55
%57 = load i16, i16* %56
%58 = zext i16 %57 to i64
%59 = load i64, i64* %9
%60 = icmp ule i64 %58, %59
%61 = zext i1 %60 to i32
%62 = call i32 @assert(i32 %61)
%63 = load i16*, i16** %6
%64 = load i64, i64* %9
%65 = getelementptr inbounds i16, i16* %63, i64 %64
%66 = load i16, i16* %65
%67 = zext i16 %66 to i32
%68 = icmp sle i32 %67, 258
%69 = zext i1 %68 to i32
%70 = call i32 @assert(i32 %69)
%71 = load i16*, i16** %6
%72 = load i64, i64* %9
%73 = getelementptr inbounds i16, i16* %71, i64 %72
%74 = load i16, i16* %73
%75 = zext i16 %74 to i32
%76 = icmp ne i32 %75, 0
%77 = zext i1 %76 to i32
%78 = call i32 @assert(i32 %77)
%79 = load i16*, i16** %6
%80 = load i64, i64* %9
%81 = getelementptr inbounds i16, i16* %79, i64 %80
%82 = load i16, i16* %81
%83 = zext i16 %82 to i64
%84 = load i64, i64* %9
%85 = sub i64 %84, %83
store i64 %85, i64* %9
%86 = load i64, i64* %9
%87 = icmp eq i64 %86, 0
br i1 %87, label %88, label %89
88: ; preds = %41
br label %90
89: ; preds = %41
br label %16
90: ; preds = %88
store i64 0, i64* %9
br label %91
91: ; preds = %125, %90
%92 = load i64, i64* %9
%93 = load i64*, i64** %8
%94 = load i64, i64* %93
%95 = udiv i64 %94, 2
%96 = icmp ult i64 %92, %95
br i1 %96, label %97, label %128
97: ; preds = %91
%98 = load i16**, i16*** %7
%99 = load i16*, i16** %98
%100 = load i64, i64* %9
%101 = getelementptr inbounds i16, i16* %99, i64 %100
%102 = load i16, i16* %101
store i16 %102, i16* %10
%103 = load i16**, i16*** %7
%104 = load i16*, i16** %103
%105 = load i64*, i64** %8
%106 = load i64, i64* %105
%107 = load i64, i64* %9
%108 = sub i64 %106, %107
%109 = sub i64 %108, 1
%110 = getelementptr inbounds i16, i16* %104, i64 %109
%111 = load i16, i16* %110
%112 = load i16**, i16*** %7
%113 = load i16*, i16** %112
%114 = load i64, i64* %9
%115 = getelementptr inbounds i16, i16* %113, i64 %114
store i16 %111, i16* %115
%116 = load i16, i16* %10
%117 = load i16**, i16*** %7
%118 = load i16*, i16** %117
%119 = load i64*, i64** %8
%120 = load i64, i64* %119
%121 = load i64, i64* %9
%122 = sub i64 %120, %121
%123 = sub i64 %122, 1
%124 = getelementptr inbounds i16, i16* %118, i64 %123
store i16 %116, i16* %124
br label %125
125: ; preds = %97
%126 = load i64, i64* %9
%127 = add i64 %126, 1
store i64 %127, i64* %9
br label %91
128: ; preds = %14, %91
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @TraceBackwards(i64 %0, i16* nocapture %1, i16** nocapture %2, i64* nocapture %3) {
%5 = icmp eq i64 %0, 0
br i1 %5, label %88, label %6
6: ; preds = %4, %25
%7 = phi i64 [ %47, %25 ], [ %0, %4 ]
%8 = load i64, i64* %3
%9 = tail call i64 @llvm.ctpop.i64(i64 %8)
%10 = icmp ult i64 %9, 2
br i1 %10, label %13, label %11
11: ; preds = %6
%12 = load i16*, i16** %2
br label %25
13: ; preds = %6
%14 = icmp eq i64 %8, 0
br i1 %14, label %15, label %17
15: ; preds = %13
%16 = tail call i16* @malloc(i32 2)
br label %22
17: ; preds = %13
%18 = load i16*, i16** %2
%19 = shl i64 %8, 2
%20 = tail call i16* @realloc(i16* %18, i64 %19)
%21 = load i64, i64* %3
br label %22
22: ; preds = %17, %15
%23 = phi i64 [ 0, %15 ], [ %21, %17 ]
%24 = phi i16* [ %16, %15 ], [ %20, %17 ]
store i16* %24, i16** %2
br label %25
25: ; preds = %11, %22
%26 = phi i64 [ %8, %11 ], [ %23, %22 ]
%27 = phi i16* [ %12, %11 ], [ %24, %22 ]
%28 = getelementptr inbounds i16, i16* %1, i64 %7
%29 = load i16, i16* %28
%30 = getelementptr inbounds i16, i16* %27, i64 %26
store i16 %29, i16* %30
%31 = add i64 %26, 1
store i64 %31, i64* %3
%32 = load i16, i16* %28
%33 = zext i16 %32 to i64
%34 = icmp uge i64 %7, %33
%35 = zext i1 %34 to i32
%36 = tail call i32 @assert(i32 %35)
%37 = load i16, i16* %28
%38 = icmp ult i16 %37, 259
%39 = zext i1 %38 to i32
%40 = tail call i32 @assert(i32 %39)
%41 = load i16, i16* %28
%42 = icmp ne i16 %41, 0
%43 = zext i1 %42 to i32
%44 = tail call i32 @assert(i32 %43)
%45 = load i16, i16* %28
%46 = zext i16 %45 to i64
%47 = sub i64 %7, %46
%48 = icmp eq i64 %47, 0
br i1 %48, label %49, label %6
49: ; preds = %25
%50 = load i64, i64* %3
%51 = icmp ult i64 %50, 2
br i1 %51, label %88, label %52
52: ; preds = %49
%53 = lshr i64 %50, 1
%54 = load i16*, i16** %2
%55 = icmp eq i64 %53, 1
br i1 %55, label %77, label %56
56: ; preds = %52
%57 = and i64 %53, 9223372036854775806
br label %58
58: ; preds = %58, %56
%59 = phi i64 [ 0, %56 ], [ %74, %58 ]
%60 = phi i64 [ 0, %56 ], [ %75, %58 ]
%61 = getelementptr inbounds i16, i16* %54, i64 %59
%62 = load i16, i16* %61
%63 = xor i64 %59, -1
%64 = add i64 %50, %63
%65 = getelementptr inbounds i16, i16* %54, i64 %64
%66 = load i16, i16* %65
store i16 %66, i16* %61
store i16 %62, i16* %65
%67 = or i64 %59, 1
%68 = getelementptr inbounds i16, i16* %54, i64 %67
%69 = load i16, i16* %68
%70 = sub nuw nsw i64 -2, %59
%71 = add i64 %50, %70
%72 = getelementptr inbounds i16, i16* %54, i64 %71
%73 = load i16, i16* %72
store i16 %73, i16* %68
store i16 %69, i16* %72
%74 = add nuw nsw i64 %59, 2
%75 = add nuw i64 %60, 2
%76 = icmp eq i64 %75, %57
br i1 %76, label %77, label %58
77: ; preds = %58, %52
%78 = phi i64 [ 0, %52 ], [ %74, %58 ]
%79 = and i64 %50, 2
%80 = icmp eq i64 %79, 0
br i1 %80, label %88, label %81
81: ; preds = %77
%82 = getelementptr inbounds i16, i16* %54, i64 %78
%83 = load i16, i16* %82
%84 = xor i64 %78, -1
%85 = add i64 %50, %84
%86 = getelementptr inbounds i16, i16* %54, i64 %85
%87 = load i16, i16* %86
store i16 %87, i16* %82
store i16 %83, i16* %86
br label %88
88: ; preds = %81, %77, %49, %4
ret void
}