#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 rand();
void fill(int a[][4], int x) {
  int i, j, zero = 0;
  int t = rand() % 2 + 1;
  for (i = 0; i < 4; i++)
    for (j = 0; j < 4; j++)
      if (!a[i][j]) {
        zero++;
        if (zero == x + 1) {
          a[i][j] = t;
          return;
        }
      }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<fill>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    $0x0,%al
call   1030 <rand@plt>
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x10(%rbp)
jge    11dd <fill+0xcd>
movl   $0x0,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x4,-0x14(%rbp)
jge    11ca <fill+0xba>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
jne    11b7 <fill+0xa7>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
mov    -0xc(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jne    11b2 <fill+0xa2>
mov    -0x1c(%rbp),%edx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
shl    $0x4,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x14(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
jmp    11dd <fill+0xcd>
jmp    11b7 <fill+0xa7>
jmp    11bc <fill+0xac>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1153 <fill+0x43>
jmp    11cf <fill+0xbf>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1142 <fill+0x32>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<fill>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %esi,%r14d
mov    %rdi,%rbx
xor    %ebp,%ebp
xor    %eax,%eax
call   1030 <rand@plt>
cmpl   $0x0,(%rbx)
jne    1136 <fill+0x26>
mov    $0x1,%ebp
test   %r14d,%r14d
je     131b <fill+0x20b>
cmpl   $0x0,0x4(%rbx)
je     11c0 <fill+0xb0>
cmpl   $0x0,0x8(%rbx)
je     11db <fill+0xcb>
cmpl   $0x0,0xc(%rbx)
je     11f6 <fill+0xe6>
cmpl   $0x0,0x10(%rbx)
je     1211 <fill+0x101>
cmpl   $0x0,0x14(%rbx)
je     122c <fill+0x11c>
cmpl   $0x0,0x18(%rbx)
je     1247 <fill+0x137>
cmpl   $0x0,0x1c(%rbx)
je     1262 <fill+0x152>
cmpl   $0x0,0x20(%rbx)
je     127d <fill+0x16d>
cmpl   $0x0,0x24(%rbx)
je     1298 <fill+0x188>
cmpl   $0x0,0x28(%rbx)
je     12b0 <fill+0x1a0>
cmpl   $0x0,0x2c(%rbx)
je     12c8 <fill+0x1b8>
cmpl   $0x0,0x30(%rbx)
jne    12e4 <fill+0x1d4>
cmp    %r14d,%ebp
jne    12e1 <fill+0x1d1>
add    $0x30,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
cmp    %r14d,%ebp
jne    11ce <fill+0xbe>
add    $0x4,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x8(%rbx)
jne    114a <fill+0x3a>
cmp    %r14d,%ebp
jne    11e9 <fill+0xd9>
add    $0x8,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0xc(%rbx)
jne    1154 <fill+0x44>
cmp    %r14d,%ebp
jne    1204 <fill+0xf4>
add    $0xc,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x10(%rbx)
jne    115e <fill+0x4e>
cmp    %r14d,%ebp
jne    121f <fill+0x10f>
add    $0x10,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x14(%rbx)
jne    1168 <fill+0x58>
cmp    %r14d,%ebp
jne    123a <fill+0x12a>
add    $0x14,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x18(%rbx)
jne    1172 <fill+0x62>
cmp    %r14d,%ebp
jne    1255 <fill+0x145>
add    $0x18,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x1c(%rbx)
jne    117c <fill+0x6c>
cmp    %r14d,%ebp
jne    1270 <fill+0x160>
add    $0x1c,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x20(%rbx)
jne    1186 <fill+0x76>
cmp    %r14d,%ebp
jne    128b <fill+0x17b>
add    $0x20,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x24(%rbx)
jne    1190 <fill+0x80>
cmp    %r14d,%ebp
jne    12a3 <fill+0x193>
add    $0x24,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x28(%rbx)
jne    119a <fill+0x8a>
cmp    %r14d,%ebp
jne    12bb <fill+0x1ab>
add    $0x28,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x2c(%rbx)
jne    11a4 <fill+0x94>
cmp    %r14d,%ebp
jne    12d3 <fill+0x1c3>
add    $0x2c,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x30(%rbx)
jne    12e4 <fill+0x1d4>
jmp    11ae <fill+0x9e>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x34(%rbx)
jne    12f8 <fill+0x1e8>
cmp    %r14d,%ebp
jne    12f5 <fill+0x1e5>
add    $0x34,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x38(%rbx)
jne    130c <fill+0x1fc>
cmp    %r14d,%ebp
jne    1309 <fill+0x1f9>
add    $0x38,%rbx
jmp    131b <fill+0x20b>
add    $0x1,%ebp
cmpl   $0x0,0x3c(%rbx)
jne    132e <fill+0x21e>
cmp    %r14d,%ebp
jne    132e <fill+0x21e>
add    $0x3c,%rbx
mov    %eax,%ecx
shr    $0x1f,%ecx
add    %eax,%ecx
and    $0xfffffffe,%ecx
neg    %ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,(%rbx)
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define void @fill([4 x i32]* nocapture %0, i32 %1) {
%3 = tail call i32 (...) @rand()
%4 = srem i32 %3, 2
%5 = add nsw i32 %4, 1
%6 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 0, i64 0
%7 = load i32, i32* %6
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %9, label %13
9: ; preds = %2
%10 = icmp eq i32 %1, 0
br i1 %10, label %11, label %13
11: ; preds = %125, %122, %114, %106, %98, %90, %82, %74, %66, %58, %50, %42, %34, %26, %18, %9
%12 = phi i32* [ %6, %9 ], [ %15, %18 ], [ %23, %26 ], [ %31, %34 ], [ %39, %42 ], [ %47, %50 ], [ %55, %58 ], [ %63, %66 ], [ %71, %74 ], [ %79, %82 ], [ %87, %90 ], [ %95, %98 ], [ %103, %106 ], [ %111, %114 ], [ %119, %122 ], [ %127, %125 ]
store i32 %5, i32* %12
br label %132
13: ; preds = %2, %9
%14 = phi i32 [ 0, %2 ], [ 1, %9 ]
%15 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 0, i64 1
%16 = load i32, i32* %15
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %21
18: ; preds = %13
%19 = add nuw nsw i32 %14, 1
%20 = icmp eq i32 %14, %1
br i1 %20, label %11, label %21
21: ; preds = %18, %13
%22 = phi i32 [ %14, %13 ], [ %19, %18 ]
%23 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 0, i64 2
%24 = load i32, i32* %23
%25 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %25, label %26, label %29
26: ; preds = %21
%27 = add nuw nsw i32 %22, 1
%28 = icmp eq i32 %22, %1
br i1 %28, label %11, label %29
29: ; preds = %26, %21
%30 = phi i32 [ %22, %21 ], [ %27, %26 ]
%31 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 0, i64 3
%32 = load i32, i32* %31
%33 = icmp eq i32 %32, 0
br i1 %33, label %34, label %37
34: ; preds = %29
%35 = add nuw nsw i32 %30, 1
%36 = icmp eq i32 %30, %1
br i1 %36, label %11, label %37
37: ; preds = %34, %29
%38 = phi i32 [ %30, %29 ], [ %35, %34 ]
%39 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 1, i64 0
%40 = load i32, i32* %39
%41 = icmp eq i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %45
42: ; preds = %37
%43 = add nuw nsw i32 %38, 1
%44 = icmp eq i32 %38, %1
br i1 %44, label %11, label %45
45: ; preds = %42, %37
%46 = phi i32 [ %38, %37 ], [ %43, %42 ]
%47 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 1, i64 1
%48 = load i32, i32* %47
%49 = icmp eq i32 %48, 0
br i1 %49, label %50, label %53
50: ; preds = %45
%51 = add nuw nsw i32 %46, 1
%52 = icmp eq i32 %46, %1
br i1 %52, label %11, label %53
53: ; preds = %50, %45
%54 = phi i32 [ %46, %45 ], [ %51, %50 ]
%55 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 1, i64 2
%56 = load i32, i32* %55
%57 = icmp eq i32 %56, 0
br i1 %57, label %58, label %61
58: ; preds = %53
%59 = add nuw nsw i32 %54, 1
%60 = icmp eq i32 %54, %1
br i1 %60, label %11, label %61
61: ; preds = %58, %53
%62 = phi i32 [ %54, %53 ], [ %59, %58 ]
%63 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 1, i64 3
%64 = load i32, i32* %63
%65 = icmp eq i32 %64, 0
br i1 %65, label %66, label %69
66: ; preds = %61
%67 = add nuw nsw i32 %62, 1
%68 = icmp eq i32 %62, %1
br i1 %68, label %11, label %69
69: ; preds = %66, %61
%70 = phi i32 [ %62, %61 ], [ %67, %66 ]
%71 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 2, i64 0
%72 = load i32, i32* %71
%73 = icmp eq i32 %72, 0
br i1 %73, label %74, label %77
74: ; preds = %69
%75 = add nuw nsw i32 %70, 1
%76 = icmp eq i32 %70, %1
br i1 %76, label %11, label %77
77: ; preds = %74, %69
%78 = phi i32 [ %70, %69 ], [ %75, %74 ]
%79 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 2, i64 1
%80 = load i32, i32* %79
%81 = icmp eq i32 %80, 0
br i1 %81, label %82, label %85
82: ; preds = %77
%83 = add nuw nsw i32 %78, 1
%84 = icmp eq i32 %78, %1
br i1 %84, label %11, label %85
85: ; preds = %82, %77
%86 = phi i32 [ %78, %77 ], [ %83, %82 ]
%87 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 2, i64 2
%88 = load i32, i32* %87
%89 = icmp eq i32 %88, 0
br i1 %89, label %90, label %93
90: ; preds = %85
%91 = add nuw nsw i32 %86, 1
%92 = icmp eq i32 %86, %1
br i1 %92, label %11, label %93
93: ; preds = %90, %85
%94 = phi i32 [ %86, %85 ], [ %91, %90 ]
%95 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 2, i64 3
%96 = load i32, i32* %95
%97 = icmp eq i32 %96, 0
br i1 %97, label %98, label %101
98: ; preds = %93
%99 = add nuw nsw i32 %94, 1
%100 = icmp eq i32 %94, %1
br i1 %100, label %11, label %101
101: ; preds = %98, %93
%102 = phi i32 [ %94, %93 ], [ %99, %98 ]
%103 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 3, i64 0
%104 = load i32, i32* %103
%105 = icmp eq i32 %104, 0
br i1 %105, label %106, label %109
106: ; preds = %101
%107 = add nuw nsw i32 %102, 1
%108 = icmp eq i32 %102, %1
br i1 %108, label %11, label %109
109: ; preds = %106, %101
%110 = phi i32 [ %102, %101 ], [ %107, %106 ]
%111 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 3, i64 1
%112 = load i32, i32* %111
%113 = icmp eq i32 %112, 0
br i1 %113, label %114, label %117
114: ; preds = %109
%115 = add nuw nsw i32 %110, 1
%116 = icmp eq i32 %110, %1
br i1 %116, label %11, label %117
117: ; preds = %114, %109
%118 = phi i32 [ %110, %109 ], [ %115, %114 ]
%119 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 3, i64 2
%120 = load i32, i32* %119
%121 = icmp eq i32 %120, 0
br i1 %121, label %122, label %125
122: ; preds = %117
%123 = add nuw nsw i32 %118, 1
%124 = icmp eq i32 %118, %1
br i1 %124, label %11, label %125
125: ; preds = %122, %117
%126 = phi i32 [ %118, %117 ], [ %123, %122 ]
%127 = getelementptr inbounds [4 x i32], [4 x i32]* %0, i64 3, i64 3
%128 = load i32, i32* %127
%129 = icmp eq i32 %128, 0
%130 = icmp eq i32 %126, %1
%131 = select i1 %129, i1 %130, i1 false
br i1 %131, label %11, label %132
132: ; preds = %125, %11
ret void
}