#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 utf8_to_utf16(short *d, char *s, int maxlen) {
  int i, c;
  if (maxlen < 0)
    maxlen = 4096;
  for (i = c = 0; c < maxlen - 1 && s[i] != '\0'; i++) {
    int bits, topbyte;
    unsigned int x;
    for (x = s[i], bits = 0; x & 0x80; x <<= 1, bits++)
      ;
    if (bits == 0) {
      if (d != NULL)
        d[c] = s[i];
      c++;
      continue;
    }
    topbyte = (x & 0xff) >> bits;
    for (x = topbyte, i++, bits--; bits > 0; i++, bits--)
      x = (x << 6) | (s[i] & 0x3f);
    i--;
    if (x < 0x10000) {
      if (d != NULL)
        d[c] = x;
      c++;
    } else {
      if (x <= 0x10ffff) {
        if (c >= maxlen - 2)
          break;
        if (d != NULL) {
          d[c] = (x >> 10) + 0xd7c0;
          d[c + 1] = (x & 0x3ff) + 0xdc00;
        }
        c += 2;
      }
    }
  }
  if (d != NULL)
    d[c] = 0;
  c++;
  return (c);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<utf8_to_utf16>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %edx,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jge    1120 <utf8_to_utf16+0x20>
movl   $0x1000,-0x14(%rbp)
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x18(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
mov    -0x14(%rbp),%edx
sub    $0x1,%edx
xor    %eax,%eax
cmp    %edx,%ecx
mov    %al,-0x29(%rbp)
jge    1159 <utf8_to_utf16+0x59>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x0,%eax
setne  %al
mov    %al,-0x29(%rbp)
mov    -0x29(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1169 <utf8_to_utf16+0x69>
jmp    1318 <utf8_to_utf16+0x218>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
and    $0x80,%eax
cmp    $0x0,%eax
je     11ac <utf8_to_utf16+0xac>
jmp    1195 <utf8_to_utf16+0x95>
mov    -0x28(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    117f <utf8_to_utf16+0x7f>
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jne    11ea <utf8_to_utf16+0xea>
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     11dc <utf8_to_utf16+0xdc>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    130a <utf8_to_utf16+0x20a>
mov    -0x28(%rbp),%eax
and    $0xff,%eax
mov    -0x20(%rbp),%ecx
shr    %cl,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jle    124d <utf8_to_utf16+0x14d>
mov    -0x28(%rbp),%eax
shl    $0x6,%eax
mov    -0x10(%rbp),%rcx
movslq -0x18(%rbp),%rdx
movsbl (%rcx,%rdx,1),%ecx
and    $0x3f,%ecx
or     %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1212 <utf8_to_utf16+0x112>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x10000,-0x28(%rbp)
jae    128e <utf8_to_utf16+0x18e>
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1280 <utf8_to_utf16+0x180>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1305 <utf8_to_utf16+0x205>
cmpl   $0x10ffff,-0x28(%rbp)
ja     1300 <utf8_to_utf16+0x200>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
sub    $0x2,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jl     12b1 <utf8_to_utf16+0x1b1>
jmp    1318 <utf8_to_utf16+0x218>
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     12f7 <utf8_to_utf16+0x1f7>
mov    -0x28(%rbp),%eax
shr    $0xa,%eax
add    $0xd7c0,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x28(%rbp),%eax
and    $0x3ff,%eax
add    $0xdc00,%eax
mov    %ax,%dx
mov    -0x8(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    %dx,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1305 <utf8_to_utf16+0x205>
jmp    130a <utf8_to_utf16+0x20a>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    112e <utf8_to_utf16+0x2e>
cmpq   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1331 <utf8_to_utf16+0x231>
mov    -0x8(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
movw   $0x0,(%rax,%rcx,2)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<utf8_to_utf16>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
test   %edx,%edx
mov    $0x1000,%r8d
cmovns %edx,%r8d
xor    %eax,%eax
cmp    $0x2,%r8d
jb     123c <utf8_to_utf16+0x13c>
lea    -0x2(%r8),%r9d
add    $0xffffffff,%r8d
lea    0x1(%rsi),%r10
xor    %eax,%eax
xor    %r11d,%r11d
jmp    1150 <utf8_to_utf16+0x50>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%eax
add    $0x1,%r11d
cmp    %r8d,%eax
jge    123c <utf8_to_utf16+0x13c>
movslq %r11d,%r14
movzbl (%rsi,%r14,1),%edx
test   %edx,%edx
je     123c <utf8_to_utf16+0x13c>
test   $0x80,%dl
jne    1180 <utf8_to_utf16+0x80>
test   %rdi,%rdi
je     1140 <utf8_to_utf16+0x40>
movsbl %dl,%ecx
movslq %eax,%rdx
mov    %cx,(%rdi,%rdx,2)
jmp    1140 <utf8_to_utf16+0x40>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xor    %r15d,%r15d
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
mov    %edx,%ecx
mov    %r15d,%ebx
lea    (%rcx,%rcx,1),%edx
lea    -0x1(%rbx),%r15d
test   $0x40,%cl
jne    1190 <utf8_to_utf16+0x90>
and    $0xfe,%edx
mov    %r15d,%ecx
neg    %cl
shr    %cl,%edx
cmp    $0xffffffff,%r15d
je     11e8 <utf8_to_utf16+0xe8>
add    %r10,%r14
mov    $0x2,%ebp
sub    %ebx,%ebp
xchg   %ax,%ax
mov    %edx,%ecx
shl    $0x6,%ecx
movzbl (%r14),%edx
and    $0x3f,%edx
or     %ecx,%edx
add    $0x1,%r14
add    $0xffffffff,%ebp
cmp    $0x2,%ebp
ja     11c0 <utf8_to_utf16+0xc0>
not    %r15d
add    %r15d,%r11d
cmp    $0xffff,%edx
ja     11fd <utf8_to_utf16+0xfd>
test   %rdi,%rdi
je     1140 <utf8_to_utf16+0x40>
movslq %eax,%rcx
mov    %dx,(%rdi,%rcx,2)
jmp    1140 <utf8_to_utf16+0x40>
cmp    $0x10ffff,%edx
ja     1143 <utf8_to_utf16+0x43>
cmp    %r9d,%eax
jge    123c <utf8_to_utf16+0x13c>
test   %rdi,%rdi
je     1234 <utf8_to_utf16+0x134>
shr    $0xa,%ecx
add    $0xffffd7c0,%ecx
movslq %eax,%rbx
mov    %cx,(%rdi,%rbx,2)
and    $0x3ff,%edx
or     $0xdc00,%edx
mov    %dx,0x2(%rdi,%rbx,2)
add    $0x2,%eax
jmp    1143 <utf8_to_utf16+0x43>
test   %rdi,%rdi
je     124a <utf8_to_utf16+0x14a>
movslq %eax,%rcx
movw   $0x0,(%rdi,%rcx,2)
add    $0x1,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @utf8_to_utf16(i16* %0, i8* %1, i32 %2) {
%4 = alloca i16*
%5 = alloca i8*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
store i16* %0, i16** %4
store i8* %1, i8** %5
store i32 %2, i32* %6
%12 = load i32, i32* %6
%13 = icmp slt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %15
14: ; preds = %3
store i32 4096, i32* %6
br label %15
15: ; preds = %14, %3
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %7
br label %16
16: ; preds = %150, %15
%17 = load i32, i32* %8
%18 = load i32, i32* %6
%19 = sub nsw i32 %18, 1
%20 = icmp slt i32 %17, %19
br i1 %20, label %21, label %29
21: ; preds = %16
%22 = load i8*, i8** %5
%23 = load i32, i32* %7
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i8, i8* %22, i64 %24
%26 = load i8, i8* %25
%27 = sext i8 %26 to i32
%28 = icmp ne i32 %27, 0
br label %29
29: ; preds = %21, %16
%30 = phi i1 [ false, %16 ], [ %28, %21 ]
br i1 %30, label %31, label %153
31: ; preds = %29
%32 = load i8*, i8** %5
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i8, i8* %32, i64 %34
%36 = load i8, i8* %35
%37 = sext i8 %36 to i32
store i32 %37, i32* %11
store i32 0, i32* %9
br label %38
38: ; preds = %43, %31
%39 = load i32, i32* %11
%40 = and i32 %39, 128
%41 = icmp ne i32 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %48
42: ; preds = %38
br label %43
43: ; preds = %42
%44 = load i32, i32* %11
%45 = shl i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %11
%46 = load i32, i32* %9
%47 = add nsw i32 %46, 1
store i32 %47, i32* %9
br label %38
48: ; preds = %38
%49 = load i32, i32* %9
%50 = icmp eq i32 %49, 0
br i1 %50, label %51, label %68
51: ; preds = %48
%52 = load i16*, i16** %4
%53 = icmp ne i16* %52, null
br i1 %53, label %54, label %65
54: ; preds = %51
%55 = load i8*, i8** %5
%56 = load i32, i32* %7
%57 = sext i32 %56 to i64
%58 = getelementptr inbounds i8, i8* %55, i64 %57
%59 = load i8, i8* %58
%60 = sext i8 %59 to i16
%61 = load i16*, i16** %4
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i16, i16* %61, i64 %63
store i16 %60, i16* %64
br label %65
65: ; preds = %54, %51
%66 = load i32, i32* %8
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %8
br label %150
68: ; preds = %48
%69 = load i32, i32* %11
%70 = and i32 %69, 255
%71 = load i32, i32* %9
%72 = lshr i32 %70, %71
store i32 %72, i32* %10
%73 = load i32, i32* %10
store i32 %73, i32* %11
%74 = load i32, i32* %7
%75 = add nsw i32 %74, 1
store i32 %75, i32* %7
%76 = load i32, i32* %9
%77 = add nsw i32 %76, -1
store i32 %77, i32* %9
br label %78
78: ; preds = %92, %68
%79 = load i32, i32* %9
%80 = icmp sgt i32 %79, 0
br i1 %80, label %81, label %97
81: ; preds = %78
%82 = load i32, i32* %11
%83 = shl i32 %82, 6
%84 = load i8*, i8** %5
%85 = load i32, i32* %7
%86 = sext i32 %85 to i64
%87 = getelementptr inbounds i8, i8* %84, i64 %86
%88 = load i8, i8* %87
%89 = sext i8 %88 to i32
%90 = and i32 %89, 63
%91 = or i32 %83, %90
store i32 %91, i32* %11
br label %92
92: ; preds = %81
%93 = load i32, i32* %7
%94 = add nsw i32 %93, 1
store i32 %94, i32* %7
%95 = load i32, i32* %9
%96 = add nsw i32 %95, -1
store i32 %96, i32* %9
br label %78
97: ; preds = %78
%98 = load i32, i32* %7
%99 = add nsw i32 %98, -1
store i32 %99, i32* %7
%100 = load i32, i32* %11
%101 = icmp ult i32 %100, 65536
br i1 %101, label %102, label %115
102: ; preds = %97
%103 = load i16*, i16** %4
%104 = icmp ne i16* %103, null
br i1 %104, label %105, label %112
105: ; preds = %102
%106 = load i32, i32* %11
%107 = trunc i32 %106 to i16
%108 = load i16*, i16** %4
%109 = load i32, i32* %8
%110 = sext i32 %109 to i64
%111 = getelementptr inbounds i16, i16* %108, i64 %110
store i16 %107, i16* %111
br label %112
112: ; preds = %105, %102
%113 = load i32, i32* %8
%114 = add nsw i32 %113, 1
store i32 %114, i32* %8
br label %149
115: ; preds = %97
%116 = load i32, i32* %11
%117 = icmp ule i32 %116, 1114111
br i1 %117, label %118, label %148
118: ; preds = %115
%119 = load i32, i32* %8
%120 = load i32, i32* %6
%121 = sub nsw i32 %120, 2
%122 = icmp sge i32 %119, %121
br i1 %122, label %123, label %124
123: ; preds = %118
br label %153
124: ; preds = %118
%125 = load i16*, i16** %4
%126 = icmp ne i16* %125, null
br i1 %126, label %127, label %145
127: ; preds = %124
%128 = load i32, i32* %11
%129 = lshr i32 %128, 10
%130 = add i32 %129, 55232
%131 = trunc i32 %130 to i16
%132 = load i16*, i16** %4
%133 = load i32, i32* %8
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = getelementptr inbounds i16, i16* %132, i64 %134
store i16 %131, i16* %135
%136 = load i32, i32* %11
%137 = and i32 %136, 1023
%138 = add i32 %137, 56320
%139 = trunc i32 %138 to i16
%140 = load i16*, i16** %4
%141 = load i32, i32* %8
%142 = add nsw i32 %141, 1
%143 = sext i32 %142 to i64
%144 = getelementptr inbounds i16, i16* %140, i64 %143
store i16 %139, i16* %144
br label %145
145: ; preds = %127, %124
%146 = load i32, i32* %8
%147 = add nsw i32 %146, 2
store i32 %147, i32* %8
br label %148
148: ; preds = %145, %115
br label %149
149: ; preds = %148, %112
br label %150
150: ; preds = %149, %65
%151 = load i32, i32* %7
%152 = add nsw i32 %151, 1
store i32 %152, i32* %7
br label %16
153: ; preds = %123, %29
%154 = load i16*, i16** %4
%155 = icmp ne i16* %154, null
br i1 %155, label %156, label %161
156: ; preds = %153
%157 = load i16*, i16** %4
%158 = load i32, i32* %8
%159 = sext i32 %158 to i64
%160 = getelementptr inbounds i16, i16* %157, i64 %159
store i16 0, i16* %160
br label %161
161: ; preds = %156, %153
%162 = load i32, i32* %8
%163 = add nsw i32 %162, 1
store i32 %163, i32* %8
%164 = load i32, i32* %8
ret i32 %164
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @utf8_to_utf16(i16* writeonly %0, i8* nocapture %1, i32 %2) {
%4 = icmp slt i32 %2, 0
%5 = select i1 %4, i32 4096, i32 %2
%6 = add nsw i32 %5, -2
%7 = add nsw i32 %5, -1
%8 = icmp ugt i32 %5, 1
br i1 %8, label %9, label %89
9: ; preds = %3
%10 = icmp eq i16* %0, null
br label %11
11: ; preds = %9, %84
%12 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %86, %84 ]
%13 = phi i32 [ 0, %9 ], [ %87, %84 ]
%14 = sext i32 %13 to i64
%15 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %14
%16 = load i8, i8* %15
%17 = icmp eq i8 %16, 0
br i1 %17, label %89, label %18
18: ; preds = %11
%19 = zext i8 %16 to i32
%20 = and i32 %19, 128
%21 = icmp eq i32 %20, 0
br i1 %21, label %29, label %22
22: ; preds = %18, %22
%23 = phi i32 [ %25, %22 ], [ %19, %18 ]
%24 = phi i32 [ %26, %22 ], [ 0, %18 ]
%25 = shl i32 %23, 1
%26 = add nuw nsw i32 %24, 1
%27 = and i32 %23, 64
%28 = icmp eq i32 %27, 0
br i1 %28, label %36, label %22
29: ; preds = %18
br i1 %10, label %34, label %30
30: ; preds = %29
%31 = sext i8 %16 to i16
%32 = sext i32 %12 to i64
%33 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %32
store i16 %31, i16* %33
br label %34
34: ; preds = %30, %29
%35 = add nsw i32 %12, 1
br label %84
36: ; preds = %22
%37 = and i32 %25, 254
%38 = lshr i32 %37, %26
%39 = icmp eq i32 %24, 0
br i1 %39, label %56, label %40
40: ; preds = %36, %40
%41 = phi i64 [ %44, %40 ], [ %14, %36 ]
%42 = phi i32 [ %51, %40 ], [ %38, %36 ]
%43 = phi i32 [ %45, %40 ], [ %26, %36 ]
%44 = add nsw i64 %41, 1
%45 = add nsw i32 %43, -1
%46 = shl i32 %42, 6
%47 = getelementptr inbounds i8, i8* %1, i64 %44
%48 = load i8, i8* %47
%49 = and i8 %48, 63
%50 = zext i8 %49 to i32
%51 = or i32 %46, %50
%52 = icmp ugt i32 %43, 2
br i1 %52, label %40, label %53
53: ; preds = %40
%54 = add i32 %13, %24
%55 = icmp ult i32 %51, 65536
br i1 %55, label %56, label %65
56: ; preds = %36, %53
%57 = phi i32 [ %51, %53 ], [ %38, %36 ]
%58 = phi i32 [ %54, %53 ], [ %13, %36 ]
br i1 %10, label %63, label %59
59: ; preds = %56
%60 = trunc i32 %57 to i16
%61 = sext i32 %12 to i64
%62 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %61
store i16 %60, i16* %62
br label %63
63: ; preds = %59, %56
%64 = add nsw i32 %12, 1
br label %84
65: ; preds = %53
%66 = icmp ult i32 %51, 1114112
br i1 %66, label %67, label %84
67: ; preds = %65
%68 = icmp slt i32 %12, %6
br i1 %68, label %69, label %89
69: ; preds = %67
br i1 %10, label %82, label %70
70: ; preds = %69
%71 = lshr i32 %46, 10
%72 = trunc i32 %71 to i16
%73 = add nuw nsw i16 %72, -10304
%74 = sext i32 %12 to i64
%75 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %74
store i16 %73, i16* %75
%76 = trunc i32 %51 to i16
%77 = and i16 %76, 1023
%78 = or i16 %77, -9216
%79 = add nsw i32 %12, 1
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %80
store i16 %78, i16* %81
br label %82
82: ; preds = %70, %69
%83 = add nsw i32 %12, 2
br label %84
84: ; preds = %34, %65, %82, %63
%85 = phi i32 [ %58, %63 ], [ %54, %82 ], [ %54, %65 ], [ %13, %34 ]
%86 = phi i32 [ %64, %63 ], [ %83, %82 ], [ %12, %65 ], [ %35, %34 ]
%87 = add nsw i32 %85, 1
%88 = icmp slt i32 %86, %7
br i1 %88, label %11, label %89
89: ; preds = %11, %84, %67, %3
%90 = phi i32 [ 0, %3 ], [ %12, %67 ], [ %86, %84 ], [ %12, %11 ]
%91 = icmp eq i16* %0, null
br i1 %91, label %95, label %92
92: ; preds = %89
%93 = sext i32 %90 to i64
%94 = getelementptr inbounds i16, i16* %0, i64 %93
store i16 0, i16* %94
br label %95
95: ; preds = %92, %89
%96 = add nsw i32 %90, 1
ret i32 %96
}