int get_min_steps(int n, int *memo) {
  int res;
  if (n == 1)
    return 0;
  if (memo[n] != -1)
    return memo[n];
  res = 1 + get_min_steps(n - 1, memo);
  if (n % 2 == 0) {
    if (res > (1 + get_min_steps(n / 2, memo)))
      res = 1 + get_min_steps(n / 2, memo);
  }
  if (n % 3 == 0) {
    if (res > (1 + get_min_steps(n / 3, memo)))
      res = 1 + get_min_steps(n / 3, memo);
  }
  memo[n] = res;
  return res;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<get_min_steps>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jne    1135 <get_min_steps+0x25>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1245 <get_min_steps+0x135>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cmpl   $0xffffffff,(%rax,%rcx,4)
je     115a <get_min_steps+0x4a>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1245 <get_min_steps+0x135>
mov    -0x8(%rbp),%edi
sub    $0x1,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    11d0 <get_min_steps+0xc0>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    11cb <get_min_steps+0xbb>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x2,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11d0 <get_min_steps+0xc0>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
cmp    $0x0,%edx
jne    1231 <get_min_steps+0x121>
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
mov    %eax,%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jle    122c <get_min_steps+0x11c>
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    $0x3,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%edi
mov    -0x10(%rbp),%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1231 <get_min_steps+0x121>
mov    -0x14(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x14(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<get_min_steps>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r12
push   %rbx
xor    %ebp,%ebp
cmp    $0x1,%edi
je     11ba <get_min_steps+0xaa>
mov    %rsi,%r14
mov    %edi,%ebx
movslq %edi,%r12
mov    (%rsi,%r12,4),%ebp
cmp    $0xffffffff,%ebp
jne    11ba <get_min_steps+0xaa>
lea    -0x1(%rbx),%edi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
mov    %eax,%ebp
test   $0x1,%bl
jne    1173 <get_min_steps+0x63>
mov    %ebx,%r15d
shr    $0x1f,%r15d
add    %ebx,%r15d
sar    %r15d
mov    %r15d,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
cmp    %eax,%ebp
jle    1173 <get_min_steps+0x63>
mov    %r15d,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
mov    %eax,%ebp
imul   $0xaaaaaaab,%ebx,%eax
add    $0x2aaaaaaa,%eax
cmp    $0x55555554,%eax
ja     11b3 <get_min_steps+0xa3>
imul   $0x55555556,%r12,%rbx
mov    %rbx,%rax
shr    $0x3f,%rax
shr    $0x20,%rbx
add    %eax,%ebx
mov    %ebx,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
cmp    %eax,%ebp
jle    11b3 <get_min_steps+0xa3>
mov    %ebx,%edi
mov    %r14,%rsi
call   1030 <get_min_steps@plt>
mov    %eax,%ebp
add    $0x1,%ebp
mov    %ebp,(%r14,%r12,4)
mov    %ebp,%eax
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @get_min_steps(i32 %0, i32* %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32*
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32* %1, i32** %5
%7 = load i32, i32* %4
%8 = icmp eq i32 %7, 1
br i1 %8, label %9, label %10
9: ; preds = %2
store i32 0, i32* %3
br label %73
10: ; preds = %2
%11 = load i32*, i32** %5
%12 = load i32, i32* %4
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %11, i64 %13
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp ne i32 %15, -1
br i1 %16, label %17, label %23
17: ; preds = %10
%18 = load i32*, i32** %5
%19 = load i32, i32* %4
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i32, i32* %18, i64 %20
%22 = load i32, i32* %21
store i32 %22, i32* %3
br label %73
23: ; preds = %10
%24 = load i32, i32* %4
%25 = sub nsw i32 %24, 1
%26 = load i32*, i32** %5
%27 = call i32 @get_min_steps(i32 %25, i32* %26)
%28 = add nsw i32 1, %27
store i32 %28, i32* %6
%29 = load i32, i32* %4
%30 = srem i32 %29, 2
%31 = icmp eq i32 %30, 0
br i1 %31, label %32, label %47
32: ; preds = %23
%33 = load i32, i32* %6
%34 = load i32, i32* %4
%35 = sdiv i32 %34, 2
%36 = load i32*, i32** %5
%37 = call i32 @get_min_steps(i32 %35, i32* %36)
%38 = add nsw i32 1, %37
%39 = icmp sgt i32 %33, %38
br i1 %39, label %40, label %46
40: ; preds = %32
%41 = load i32, i32* %4
%42 = sdiv i32 %41, 2
%43 = load i32*, i32** %5
%44 = call i32 @get_min_steps(i32 %42, i32* %43)
%45 = add nsw i32 1, %44
store i32 %45, i32* %6
br label %46
46: ; preds = %40, %32
br label %47
47: ; preds = %46, %23
%48 = load i32, i32* %4
%49 = srem i32 %48, 3
%50 = icmp eq i32 %49, 0
br i1 %50, label %51, label %66
51: ; preds = %47
%52 = load i32, i32* %6
%53 = load i32, i32* %4
%54 = sdiv i32 %53, 3
%55 = load i32*, i32** %5
%56 = call i32 @get_min_steps(i32 %54, i32* %55)
%57 = add nsw i32 1, %56
%58 = icmp sgt i32 %52, %57
br i1 %58, label %59, label %65
59: ; preds = %51
%60 = load i32, i32* %4
%61 = sdiv i32 %60, 3
%62 = load i32*, i32** %5
%63 = call i32 @get_min_steps(i32 %61, i32* %62)
%64 = add nsw i32 1, %63
store i32 %64, i32* %6
br label %65
65: ; preds = %59, %51
br label %66
66: ; preds = %65, %47
%67 = load i32, i32* %6
%68 = load i32*, i32** %5
%69 = load i32, i32* %4
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %70
store i32 %67, i32* %71
%72 = load i32, i32* %6
store i32 %72, i32* %3
br label %73
73: ; preds = %66, %17, %9
%74 = load i32, i32* %3
ret i32 %74
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @get_min_steps(i32 %0, i32* %1) {
%3 = icmp eq i32 %0, 1
br i1 %3, label %33, label %4
4: ; preds = %2
%5 = sext i32 %0 to i64
%6 = getelementptr inbounds i32, i32* %1, i64 %5
%7 = load i32, i32* %6
%8 = icmp eq i32 %7, -1
br i1 %8, label %9, label %33
9: ; preds = %4
%10 = add nsw i32 %0, -1
%11 = tail call i32 @get_min_steps(i32 %10, i32* %1)
%12 = and i32 %0, 1
%13 = icmp eq i32 %12, 0
br i1 %13, label %14, label %20
14: ; preds = %9
%15 = sdiv i32 %0, 2
%16 = tail call i32 @get_min_steps(i32 %15, i32* %1)
%17 = icmp sgt i32 %11, %16
br i1 %17, label %18, label %20
18: ; preds = %14
%19 = tail call i32 @get_min_steps(i32 %15, i32* %1)
br label %20
20: ; preds = %14, %18, %9
%21 = phi i32 [ %19, %18 ], [ %11, %14 ], [ %11, %9 ]
%22 = srem i32 %0, 3
%23 = sdiv i32 %0, 3
%24 = icmp eq i32 %22, 0
br i1 %24, label %25, label %30
25: ; preds = %20
%26 = tail call i32 @get_min_steps(i32 %23, i32* %1)
%27 = icmp sgt i32 %21, %26
br i1 %27, label %28, label %30
28: ; preds = %25
%29 = tail call i32 @get_min_steps(i32 %23, i32* %1)
br label %30
30: ; preds = %25, %28, %20
%31 = phi i32 [ %29, %28 ], [ %21, %25 ], [ %21, %20 ]
%32 = add nsw i32 %31, 1
store i32 %32, i32* %6
br label %33
33: ; preds = %4, %2, %30
%34 = phi i32 [ %32, %30 ], [ 0, %2 ], [ %7, %4 ]
ret i32 %34
}