#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 */
double GenerateUniformRandomNumber(int, int);
int get_node_column(int, int);
int get_node_index(int, int, int);
int get_node_row(int, int, int);
int get_valid_input_index(int n_rows, int levels_back, int n_input_values,
                          int node_index) {
  int node_col = get_node_column(n_rows, node_index);
  int node_row = get_node_row(n_rows, node_col, node_index);
  if (node_col == 0) {
    return (int)GenerateUniformRandomNumber(0, n_input_values);
  }
  int min_col_val = node_col - levels_back;
  if (min_col_val < 0) {
    double input_proba = n_input_values / ((double)n_input_values +
                                           ((double)node_col * (double)n_rows));
    if (GenerateUniformRandomNumber(0, 1) < input_proba) {
      return (int)GenerateUniformRandomNumber(0, n_input_values);
    } else {
      int new_node_col = (int)GenerateUniformRandomNumber(0, node_col);
      int new_node_row = (int)GenerateUniformRandomNumber(0, n_rows);
      return get_node_index(n_rows, new_node_col, new_node_row) +
             n_input_values;
    }
  } else {
    int new_node_col = (int)GenerateUniformRandomNumber(min_col_val, node_col);
    int new_node_row = (int)GenerateUniformRandomNumber(0, n_rows);
    return get_node_index(n_rows, new_node_col, new_node_row) + n_input_values;
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<get_valid_input_index>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %esi,-0xc(%rbp)
mov    %edx,-0x10(%rbp)
mov    %ecx,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x14(%rbp),%esi
call   1060 <get_node_column@plt>
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
mov    -0x14(%rbp),%edx
call   1050 <get_node_row@plt>
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x18(%rbp)
jne    1193 <get_valid_input_index+0x53>
mov    -0x10(%rbp),%esi
xor    %edi,%edi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1271 <get_valid_input_index+0x131>
mov    -0x18(%rbp),%eax
sub    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jge    123a <get_valid_input_index+0xfa>
cvtsi2sdl -0x10(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x10(%rbp),%xmm2
cvtsi2sdl -0x18(%rbp),%xmm1
cvtsi2sdl -0x8(%rbp),%xmm3
mulsd  %xmm3,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x28(%rbp)
xor    %edi,%edi
mov    $0x1,%esi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x28(%rbp),%xmm0
ucomisd %xmm1,%xmm0
jbe    11ff <get_valid_input_index+0xbf>
mov    -0x10(%rbp),%esi
xor    %edi,%edi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1271 <get_valid_input_index+0x131>
mov    -0x18(%rbp),%esi
xor    %edi,%edi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%esi
xor    %edi,%edi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x2c(%rbp),%esi
mov    -0x30(%rbp),%edx
call   1040 <get_node_index@plt>
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1271 <get_valid_input_index+0x131>
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    -0x18(%rbp),%esi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%esi
xor    %edi,%edi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%edi
mov    -0x34(%rbp),%esi
mov    -0x38(%rbp),%edx
call   1040 <get_node_index@plt>
add    -0x10(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<get_valid_input_index>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x10,%rsp
mov    %ecx,%ebp
mov    %edx,%r14d
mov    %esi,%r15d
mov    %edi,%r12d
mov    %ecx,%esi
call   1060 <get_node_column@plt>
mov    %eax,%ebx
mov    %r12d,%edi
mov    %eax,%esi
mov    %ebp,%edx
call   1050 <get_node_row@plt>
test   %ebx,%ebx
je     11af <get_valid_input_index+0x6f>
mov    %ebx,%edi
sub    %r15d,%edi
jns    11c1 <get_valid_input_index+0x81>
cvtsi2sd %r14d,%xmm2
cvtsi2sd %ebx,%xmm0
cvtsi2sd %r12d,%xmm1
mulsd  %xmm0,%xmm1
addsd  %xmm2,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm2
movsd  %xmm2,0x8(%rsp)
xor    %edi,%edi
mov    $0x1,%esi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm1
ucomisd %xmm0,%xmm1
jbe    11bf <get_valid_input_index+0x7f>
xor    %edi,%edi
mov    %r14d,%esi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
jmp    11e7 <get_valid_input_index+0xa7>
xor    %edi,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%ebx
xor    %edi,%edi
mov    %r12d,%esi
call   1030 <GenerateUniformRandomNumber@plt>
cvttsd2si %xmm0,%edx
mov    %r12d,%edi
mov    %ebx,%esi
call   1040 <get_node_index@plt>
add    %r14d,%eax
add    $0x10,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @get_valid_input_index(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca i32
%13 = alloca double
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca i32
%17 = alloca i32
store i32 %0, i32* %6
store i32 %1, i32* %7
store i32 %2, i32* %8
store i32 %3, i32* %9
%18 = load i32, i32* %6
%19 = load i32, i32* %9
%20 = call i32 @get_node_column(i32 %18, i32 %19)
store i32 %20, i32* %10
%21 = load i32, i32* %6
%22 = load i32, i32* %10
%23 = load i32, i32* %9
%24 = call i32 @get_node_row(i32 %21, i32 %22, i32 %23)
store i32 %24, i32* %11
%25 = load i32, i32* %10
%26 = icmp eq i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %31
27: ; preds = %4
%28 = load i32, i32* %8
%29 = call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %28)
%30 = fptosi double %29 to i32
store i32 %30, i32* %5
br label %82
31: ; preds = %4
%32 = load i32, i32* %10
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sub nsw i32 %32, %33
store i32 %34, i32* %12
%35 = load i32, i32* %12
%36 = icmp slt i32 %35, 0
br i1 %36, label %37, label %68
37: ; preds = %31
%38 = load i32, i32* %8
%39 = sitofp i32 %38 to double
%40 = load i32, i32* %8
%41 = sitofp i32 %40 to double
%42 = load i32, i32* %10
%43 = sitofp i32 %42 to double
%44 = load i32, i32* %6
%45 = sitofp i32 %44 to double
%46 = call double @llvm.fmuladd.f64(double %43, double %45, double %41)
%47 = fdiv double %39, %46
store double %47, double* %13
%48 = call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 1)
%49 = load double, double* %13
%50 = fcmp olt double %48, %49
br i1 %50, label %51, label %55
51: ; preds = %37
%52 = load i32, i32* %8
%53 = call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %52)
%54 = fptosi double %53 to i32
store i32 %54, i32* %5
br label %82
55: ; preds = %37
%56 = load i32, i32* %10
%57 = call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %56)
%58 = fptosi double %57 to i32
store i32 %58, i32* %14
%59 = load i32, i32* %6
%60 = call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %59)
%61 = fptosi double %60 to i32
store i32 %61, i32* %15
%62 = load i32, i32* %6
%63 = load i32, i32* %14
%64 = load i32, i32* %15
%65 = call i32 @get_node_index(i32 %62, i32 %63, i32 %64)
%66 = load i32, i32* %8
%67 = add nsw i32 %65, %66
store i32 %67, i32* %5
br label %82
68: ; preds = %31
%69 = load i32, i32* %12
%70 = load i32, i32* %10
%71 = call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 %69, i32 %70)
%72 = fptosi double %71 to i32
store i32 %72, i32* %16
%73 = load i32, i32* %6
%74 = call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %73)
%75 = fptosi double %74 to i32
store i32 %75, i32* %17
%76 = load i32, i32* %6
%77 = load i32, i32* %16
%78 = load i32, i32* %17
%79 = call i32 @get_node_index(i32 %76, i32 %77, i32 %78)
%80 = load i32, i32* %8
%81 = add nsw i32 %79, %80
store i32 %81, i32* %5
br label %82
82: ; preds = %68, %55, %51, %27
%83 = load i32, i32* %5
ret i32 %83
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @get_valid_input_index(i32 %0, i32 %1, i32 %2, i32 %3) {
%5 = tail call i32 @get_node_column(i32 %0, i32 %3)
%6 = tail call i32 @get_node_row(i32 %0, i32 %5, i32 %3)
%7 = icmp eq i32 %5, 0
br i1 %7, label %8, label %11
8: ; preds = %4
%9 = tail call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %2)
%10 = fptosi double %9 to i32
br label %39
11: ; preds = %4
%12 = sub nsw i32 %5, %1
%13 = icmp slt i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %32
14: ; preds = %11
%15 = sitofp i32 %2 to double
%16 = sitofp i32 %5 to double
%17 = sitofp i32 %0 to double
%18 = tail call double @llvm.fmuladd.f64(double %16, double %17, double %15)
%19 = fdiv double %15, %18
%20 = tail call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 1)
%21 = fcmp olt double %20, %19
br i1 %21, label %22, label %25
22: ; preds = %14
%23 = tail call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %2)
%24 = fptosi double %23 to i32
br label %39
25: ; preds = %14
%26 = tail call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %5)
%27 = fptosi double %26 to i32
%28 = tail call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %0)
%29 = fptosi double %28 to i32
%30 = tail call i32 @get_node_index(i32 %0, i32 %27, i32 %29)
%31 = add nsw i32 %30, %2
br label %39
32: ; preds = %11
%33 = tail call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 %12, i32 %5)
%34 = fptosi double %33 to i32
%35 = tail call double @GenerateUniformRandomNumber(i32 0, i32 %0)
%36 = fptosi double %35 to i32
%37 = tail call i32 @get_node_index(i32 %0, i32 %34, i32 %36)
%38 = add nsw i32 %37, %2
br label %39
39: ; preds = %32, %25, %22, %8
%40 = phi i32 [ %10, %8 ], [ %38, %32 ], [ %24, %22 ], [ %31, %25 ]
ret i32 %40
}