#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*/ printf(char *, unsigned long);
void calc_umax(int bit) {
  int n;
  unsigned long num;
  unsigned long sum;
  num = 1;
  sum = 1;
  for (n = 0; n < bit - 1; ++n) {
    num = num * 2;
    sum = sum + num;
  }
  printf("max:%u", sum);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<calc_umax>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movq   $0x1,-0x10(%rbp)
movq   $0x1,-0x18(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1169 <calc_umax+0x59>
mov    -0x10(%rbp),%rax
shl    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
add    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    1132 <calc_umax+0x22>
mov    -0x18(%rbp),%rsi
lea    0xe8c(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<calc_umax>:
mov    $0x1,%esi
cmp    $0x2,%edi
jl     11ac <calc_umax+0x9c>
lea    -0x1(%rdi),%edx
add    $0xfffffffe,%edi
mov    %edx,%eax
and    $0x7,%eax
cmp    $0x7,%edi
jae    113a <calc_umax+0x2a>
mov    $0x1,%esi
mov    $0x1,%ecx
jmp    1190 <calc_umax+0x80>
and    $0xfffffff8,%edx
mov    $0x1,%esi
mov    $0x1,%ecx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    (%rsi,%rcx,2),%rsi
lea    (%rsi,%rcx,4),%rsi
lea    (%rsi,%rcx,8),%rsi
mov    %rcx,%rdi
shl    $0x4,%rdi
add    %rsi,%rdi
mov    %rcx,%rsi
shl    $0x5,%rsi
add    %rdi,%rsi
mov    %rcx,%rdi
shl    $0x6,%rdi
add    %rsi,%rdi
mov    %rcx,%rsi
shl    $0x7,%rsi
add    %rdi,%rsi
shl    $0x8,%rcx
add    %rcx,%rsi
add    $0xfffffff8,%edx
jne    1150 <calc_umax+0x40>
test   %eax,%eax
je     11ac <calc_umax+0x9c>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
lea    (%rsi,%rcx,2),%rsi
add    %rcx,%rcx
add    $0xffffffff,%eax
jne    11a0 <calc_umax+0x90>
lea    0xe4d(%rip),%rdi
jmp    1030 <printf@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [7 x i8] c"max:%u\00"
define void @calc_umax(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i64
%5 = alloca i64
store i32 %0, i32* %2
store i64 1, i64* %4
store i64 1, i64* %5
store i32 0, i32* %3
br label %6
6: ; preds = %17, %1
%7 = load i32, i32* %3
%8 = load i32, i32* %2
%9 = sub nsw i32 %8, 1
%10 = icmp slt i32 %7, %9
br i1 %10, label %11, label %20
11: ; preds = %6
%12 = load i64, i64* %4
%13 = mul i64 %12, 2
store i64 %13, i64* %4
%14 = load i64, i64* %5
%15 = load i64, i64* %4
%16 = add i64 %14, %15
store i64 %16, i64* %5
br label %17
17: ; preds = %11
%18 = load i32, i32* %3
%19 = add nsw i32 %18, 1
store i32 %19, i32* %3
br label %6
20: ; preds = %6
%21 = load i64, i64* %5
%22 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 %21)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [7 x i8] c"max:%u\00"
define void @calc_umax(i32 %0) {
%2 = add i32 %0, -1
%3 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %3, label %4, label %45
4: ; preds = %1
%5 = add i32 %0, -2
%6 = and i32 %2, 7
%7 = icmp ult i32 %5, 7
br i1 %7, label %32, label %8
8: ; preds = %4
%9 = and i32 %2, -8
br label %10
10: ; preds = %10, %8
%11 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %29, %10 ]
%12 = phi i64 [ 1, %8 ], [ %28, %10 ]
%13 = phi i32 [ 0, %8 ], [ %30, %10 ]
%14 = shl i64 %12, 1
%15 = add i64 %11, %14
%16 = shl i64 %12, 2
%17 = add i64 %15, %16
%18 = shl i64 %12, 3
%19 = add i64 %17, %18
%20 = shl i64 %12, 4
%21 = add i64 %19, %20
%22 = shl i64 %12, 5
%23 = add i64 %21, %22
%24 = shl i64 %12, 6
%25 = add i64 %23, %24
%26 = shl i64 %12, 7
%27 = add i64 %25, %26
%28 = shl i64 %12, 8
%29 = add i64 %27, %28
%30 = add i32 %13, 8
%31 = icmp eq i32 %30, %9
br i1 %31, label %32, label %10
32: ; preds = %10, %4
%33 = phi i64 [ undef, %4 ], [ %29, %10 ]
%34 = phi i64 [ 1, %4 ], [ %29, %10 ]
%35 = phi i64 [ 1, %4 ], [ %28, %10 ]
%36 = icmp eq i32 %6, 0
br i1 %36, label %45, label %37
37: ; preds = %32, %37
%38 = phi i64 [ %42, %37 ], [ %34, %32 ]
%39 = phi i64 [ %41, %37 ], [ %35, %32 ]
%40 = phi i32 [ %43, %37 ], [ 0, %32 ]
%41 = shl i64 %39, 1
%42 = add i64 %38, %41
%43 = add i32 %40, 1
%44 = icmp eq i32 %43, %6
br i1 %44, label %45, label %37
45: ; preds = %32, %37, %1
%46 = phi i64 [ 1, %1 ], [ %33, %32 ], [ %42, %37 ]
%47 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([7 x i8], [7 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i64 %46)
ret void
}