int pi_nth_digit(int n) {
  int av, a, vmax, N, num, den, k, kq, kq2, t, v, s, i;
  double sum;
  N = (int)((n + 20) * log(10) / log(2));
  sum = 0;
  for (a = 3; a <= (2 * N); a = next_prime(a)) {
    vmax = (int)(log(2 * N) / log(a));
    av = 1;
    for (i = 0; i < vmax; i++)
      av = av * a;
    s = 0;
    num = 1;
    den = 1;
    v = 0;
    kq = 1;
    kq2 = 1;
    for (k = 1; k <= N; k++) {
      t = k;
      if (kq >= a) {
        do {
          t = t / a;
          v--;
        } while ((t % a) == 0);
        kq = 0;
      }
      kq++;
      num = (((long long)(num) * (long long)(t)) % (av));
      t = (2 * k - 1);
      if (kq2 >= a) {
        if (kq2 == a) {
          do {
            t = t / a;
            v++;
          } while ((t % a) == 0);
        }
        kq2 -= a;
      }
      den = (((long long)(den) * (long long)(t)) % (av));
      kq2 += 2;
      if (v > 0) {
        t = inv_mod(den, av);
        t = (((long long)(t) * (long long)(num)) % (av));
        t = (((long long)(t) * (long long)(k)) % (av));
        for (i = v; i < vmax; i++)
          t = (((long long)(t) * (long long)(a)) % (av));
        s += t;
        if (s >= av)
          s -= av;
      }
    }
    t = pow_mod(10, n - 1, av);
    s = (((long long)(s) * (long long)(t)) % (av));
    sum = fmod(sum + (double)s / (double)av, 1.0);
  }
  return (int)(sum * 1e9);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<pi_nth_digit>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x14,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x50(%rbp)
movsd  0xe96(%rip),%xmm0
call   1070 <log@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x50(%rbp),%xmm0
mulsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x48(%rbp)
movsd  0xe70(%rip),%xmm0
call   1070 <log@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x48(%rbp),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
xorps  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
movl   $0x3,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x14(%rbp),%ecx
shl    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jg     1478 <pi_nth_digit+0x328>
mov    -0x14(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
call   1070 <log@plt>
movsd  %xmm0,-0x58(%rbp)
cvtsi2sdl -0xc(%rbp),%xmm0
call   1070 <log@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0x58(%rbp),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    122b <pi_nth_digit+0xdb>
mov    -0x8(%rbp),%eax
imul   -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1207 <pi_nth_digit+0xb7>
movl   $0x0,-0x34(%rbp)
movl   $0x1,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
movl   $0x0,-0x30(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jg     140b <pi_nth_digit+0x2bb>
mov    -0x20(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jl     12a9 <pi_nth_digit+0x159>
jmp    127f <pi_nth_digit+0x12f>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
cmp    $0x0,%edx
je     127f <pi_nth_digit+0x12f>
movl   $0x0,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movslq -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
shl    $0x1,%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jl     1328 <pi_nth_digit+0x1d8>
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jne    131d <pi_nth_digit+0x1cd>
jmp    12f5 <pi_nth_digit+0x1a5>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x30(%rbp)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0xc(%rbp)
cmp    $0x0,%edx
je     12f5 <pi_nth_digit+0x1a5>
jmp    131d <pi_nth_digit+0x1cd>
mov    -0xc(%rbp),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
movslq -0x1c(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x30(%rbp)
jle    13f8 <pi_nth_digit+0x2a8>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x8(%rbp),%esi
mov    $0x0,%al
call   1060 <inv_mod@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
movslq -0x2c(%rbp),%rax
movslq -0x18(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
movslq -0x2c(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    13d3 <pi_nth_digit+0x283>
movslq -0x2c(%rbp),%rax
movslq -0xc(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    139f <pi_nth_digit+0x24f>
mov    -0x2c(%rbp),%eax
add    -0x34(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
mov    -0x34(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jl     13f3 <pi_nth_digit+0x2a3>
mov    -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x34(%rbp),%eax
sub    %ecx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
jmp    13f8 <pi_nth_digit+0x2a8>
jmp    13fd <pi_nth_digit+0x2ad>
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    125c <pi_nth_digit+0x10c>
mov    -0x4(%rbp),%esi
sub    $0x1,%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
mov    $0xa,%edi
mov    $0x0,%al
call   1050 <pow_mod@plt>
mov    %eax,-0x2c(%rbp)
movslq -0x34(%rbp),%rax
movslq -0x2c(%rbp),%rcx
imul   %rcx,%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
cqto
idiv   %rcx
mov    %edx,%eax
mov    %eax,-0x34(%rbp)
movsd  -0x40(%rbp),%xmm0
cvtsi2sdl -0x34(%rbp),%xmm1
cvtsi2sdl -0x8(%rbp),%xmm2
divsd  %xmm2,%xmm1
addsd  %xmm1,%xmm0
movsd  0xbbc(%rip),%xmm1
call   1030 <fmod@plt>
movsd  %xmm0,-0x40(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%edi
mov    $0x0,%al
call   1040 <next_prime@plt>
mov    %eax,-0xc(%rbp)
jmp    11b7 <pi_nth_digit+0x67>
movsd  0xb90(%rip),%xmm0
mulsd  -0x40(%rbp),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<pi_nth_digit>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x58,%rsp
mov    %edi,%r15d
lea    0x14(%r15),%eax
cvtsi2sd %eax,%xmm0
mulsd  0xe8f(%rip),%xmm0
divsd  0xe8f(%rip),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    $0x2,%ecx
jl     16d9 <pi_nth_digit+0x589>
lea    (%rcx,%rcx,1),%eax
mov    %eax,0x28(%rsp)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %eax,%xmm0
movsd  %xmm0,0x48(%rsp)
add    $0xffffffff,%r15d
add    $0x1,%ecx
mov    %rcx,0x38(%rsp)
mov    $0x3,%ebp
xorpd  %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,0x20(%rsp)
mov    %r15,0x50(%rsp)
jmp    1238 <pi_nth_digit+0xe8>
xchg   %ax,%ax
mov    $0xa,%edi
mov    0x50(%rsp),%r15
mov    %r15d,%esi
mov    %r8d,%edx
xor    %eax,%eax
mov    %r8d,%ebx
call   1050 <pow_mod@plt>
movslq 0x8(%rsp),%rcx
cltq
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %r14,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     1290 <pi_nth_digit+0x140>
cqto
idiv   %r14
movsd  0x20(%rsp),%xmm0
cvtsi2sd %edx,%xmm2
cvtsi2sd %ebx,%xmm1
divsd  %xmm1,%xmm2
addsd  %xmm2,%xmm0
movq   0xdf8(%rip),%xmm1
call   1030 <fmod@plt>
movsd  %xmm0,0x20(%rsp)
mov    %ebp,%edi
xor    %eax,%eax
call   1040 <next_prime@plt>
mov    %eax,%ebp
cmp    0x28(%rsp),%eax
jg     16c7 <pi_nth_digit+0x577>
movsd  0x48(%rsp),%xmm0
call   1070 <log@plt>
movsd  %xmm0,0x10(%rsp)
xorps  %xmm0,%xmm0
cvtsi2sd %ebp,%xmm0
call   1070 <log@plt>
movsd  0x10(%rsp),%xmm1
divsd  %xmm0,%xmm1
cvttsd2si %xmm1,%r9d
mov    $0x1,%ebx
mov    $0x1,%r8d
test   %r9d,%r9d
jle    1439 <pi_nth_digit+0x2e9>
cmp    $0x8,%r9d
jae    12a0 <pi_nth_digit+0x150>
mov    $0x1,%r8d
xor    %eax,%eax
jmp    141d <pi_nth_digit+0x2cd>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %ebx
jmp    11fa <pi_nth_digit+0xaa>
nopl   0x0(%rax)
mov    %r9d,%eax
and    $0xfffffff8,%eax
movd   %ebp,%xmm0
pshufd $0x0,%xmm0,%xmm0
lea    -0x8(%rax),%esi
mov    %esi,%edx
shr    $0x3,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%ecx
and    $0x7,%ecx
pshufd $0xf5,%xmm0,%xmm3
movdqa 0xd54(%rip),%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm2
cmp    $0x38,%esi
jb     139f <pi_nth_digit+0x24f>
and    $0xfffffff8,%edx
movdqa 0xd3c(%rip),%xmm1
movdqa %xmm1,%xmm2
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm5
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm3,%xmm5
pmuludq %xmm0,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm5
pshufd $0xe8,%xmm5,%xmm5
punpckldq %xmm5,%xmm2
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm1
add    $0xfffffff8,%edx
jne    12f0 <pi_nth_digit+0x1a0>
test   %ecx,%ecx
je     13eb <pi_nth_digit+0x29b>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm2
pshufd $0xe8,%xmm2,%xmm2
pmuludq %xmm3,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm2
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm4
pmuludq %xmm0,%xmm1
pshufd $0xe8,%xmm1,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm4
pshufd $0xe8,%xmm4,%xmm4
punpckldq %xmm4,%xmm1
add    $0xffffffff,%ecx
jne    13b0 <pi_nth_digit+0x260>
pshufd $0xf5,%xmm2,%xmm0
pshufd $0xf5,%xmm1,%xmm3
pmuludq %xmm0,%xmm3
pmuludq %xmm2,%xmm1
pshufd $0xee,%xmm1,%xmm0
pmuludq %xmm1,%xmm0
pshufd $0xaa,%xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm3,%xmm1
pmuludq %xmm0,%xmm1
movd   %xmm1,%r8d
cmp    %r9d,%eax
je     1439 <pi_nth_digit+0x2e9>
mov    %r9d,%ecx
sub    %eax,%ecx
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
imul   %ebp,%r8d
add    $0xffffffff,%ecx
jne    1430 <pi_nth_digit+0x2e0>
movslq %r8d,%r14
movslq %ebp,%r15
mov    %r9d,%eax
neg    %eax
mov    %eax,0x2c(%rsp)
movl   $0x0,0x8(%rsp)
mov    $0x1,%edi
xor    %r13d,%r13d
mov    $0x1,%r12d
mov    $0x1,%r10d
mov    $0x1,%r11d
mov    0x38(%rsp),%rsi
mov    %r9d,0x1c(%rsp)
mov    %r15,0x30(%rsp)
jmp    14b3 <pi_nth_digit+0x363>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    0x8(%rsp),%esi
add    %edx,%esi
cmp    %r8d,%esi
mov    %r8d,%eax
mov    $0x0,%ecx
cmovl  %ecx,%eax
sub    %eax,%esi
mov    %esi,0x8(%rsp)
mov    0x38(%rsp),%rsi
add    $0x1,%r12d
add    $0x2,%ebx
add    $0x1,%rdi
cmp    %rsi,%rdi
je     11c0 <pi_nth_digit+0x70>
mov    %edi,%ecx
cmp    %ebp,%r12d
jl     14d5 <pi_nth_digit+0x385>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %ebp
add    $0xffffffff,%r13d
mov    %eax,%ecx
cltd
idiv   %ebp
test   %edx,%edx
je     14c0 <pi_nth_digit+0x370>
xor    %r12d,%r12d
movslq %r11d,%rdx
movslq %ecx,%rax
imul   %rdx,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %r14,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     1500 <pi_nth_digit+0x3b0>
cqto
idiv   %r14
mov    %rdx,%r11
jmp    1508 <pi_nth_digit+0x3b8>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%r11d
lea    (%rdi,%rdi,1),%ecx
add    $0xffffffff,%ecx
cmp    %ebp,%ebx
jl     1532 <pi_nth_digit+0x3e2>
sub    %ebp,%ebx
jne    1532 <pi_nth_digit+0x3e2>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ecx,%eax
cltd
idiv   %ebp
add    $0x1,%r13d
mov    %eax,%ecx
cltd
idiv   %ebp
test   %edx,%edx
je     1520 <pi_nth_digit+0x3d0>
movslq %r10d,%rdx
movslq %ecx,%rax
imul   %rdx,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %r14,%rcx
shr    $0x20,%rcx
mov    %rdi,0x10(%rsp)
mov    %r12d,0xc(%rsp)
je     15a0 <pi_nth_digit+0x450>
cqto
idiv   %r14
mov    %rdx,%r10
test   %r13d,%r13d
jle    15ad <pi_nth_digit+0x45d>
mov    %r10,0x40(%rsp)
mov    %r10d,%edi
mov    %r8d,%esi
xor    %eax,%eax
mov    %r8d,%r15d
mov    %r11,%r12
call   1060 <inv_mod@plt>
mov    %r12,%r11
movslq %eax,%rcx
movslq %r11d,%rax
imul   %rcx,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %r14,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     15c0 <pi_nth_digit+0x470>
cqto
idiv   %r14
jmp    15c5 <pi_nth_digit+0x475>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %edx,%r10d
test   %r13d,%r13d
jg     155f <pi_nth_digit+0x40f>
mov    0x10(%rsp),%rdi
mov    0xc(%rsp),%r12d
jmp    149f <pi_nth_digit+0x34f>
nopl   0x0(%rax)
xor    %edx,%edx
div    %r15d
mov    0x1c(%rsp),%r9d
mov    %r15d,%r8d
mov    0x10(%rsp),%rdi
mov    0x40(%rsp),%r10
mov    0x30(%rsp),%r15
mov    0xc(%rsp),%r12d
movslq %edx,%rax
imul   %rdi,%rax
mov    %rax,%rcx
or     %r14,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     1610 <pi_nth_digit+0x4c0>
cqto
idiv   %r14
cmp    %r9d,%r13d
jge    1480 <pi_nth_digit+0x330>
jmp    161e <pi_nth_digit+0x4ce>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
xor    %edx,%edx
div    %r8d
cmp    %r9d,%r13d
jge    1480 <pi_nth_digit+0x330>
mov    %r9d,%eax
sub    %r13d,%eax
test   $0x1,%al
jne    162d <pi_nth_digit+0x4dd>
mov    %r13d,%esi
jmp    1650 <pi_nth_digit+0x500>
movslq %edx,%rax
imul   %r15,%rax
lea    0x1(%r13),%esi
mov    %rax,%rcx
or     %r14,%rcx
shr    $0x20,%rcx
je     164b <pi_nth_digit+0x4fb>
cqto
idiv   %r14
jmp    1650 <pi_nth_digit+0x500>
xor    %edx,%edx
div    %r8d
mov    %r13d,%eax
not    %eax
cmp    0x2c(%rsp),%eax
je     1480 <pi_nth_digit+0x330>
mov    %r9d,%ecx
sub    %esi,%ecx
jmp    167e <pi_nth_digit+0x52e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
cqto
idiv   %r14
add    $0xfffffffe,%ecx
je     1480 <pi_nth_digit+0x330>
movslq %edx,%rax
imul   %r15,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %r14,%rdx
shr    $0x20,%rdx
je     16a0 <pi_nth_digit+0x550>
cqto
idiv   %r14
jmp    16a5 <pi_nth_digit+0x555>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
xor    %edx,%edx
div    %r8d
movslq %edx,%rax
imul   %r15,%rax
mov    %rax,%rdx
or     %r14,%rdx
shr    $0x20,%rdx
jne    1670 <pi_nth_digit+0x520>
xor    %edx,%edx
div    %r8d
add    $0xfffffffe,%ecx
jne    167e <pi_nth_digit+0x52e>
jmp    1480 <pi_nth_digit+0x330>
movsd  0x20(%rsp),%xmm0
mulsd  0x943(%rip),%xmm0
cvttsd2si %xmm0,%eax
add    $0x58,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i32 @pi_nth_digit(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%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 i32
%14 = alloca i32
%15 = alloca i32
%16 = alloca double
store i32 %0, i32* %2
%17 = load i32, i32* %2
%18 = add nsw i32 %17, 20
%19 = sitofp i32 %18 to double
%20 = call double @log(double 1.000000e+01)
%21 = fmul double %19, %20
%22 = call double @log(double 2.000000e+00)
%23 = fdiv double %21, %22
%24 = fptosi double %23 to i32
store i32 %24, i32* %6
store double 0.000000e+00, double* %16
store i32 3, i32* %4
br label %25
25: ; preds = %205, %1
%26 = load i32, i32* %4
%27 = load i32, i32* %6
%28 = mul nsw i32 2, %27
%29 = icmp sle i32 %26, %28
br i1 %29, label %30, label %208
30: ; preds = %25
%31 = load i32, i32* %6
%32 = mul nsw i32 2, %31
%33 = sitofp i32 %32 to double
%34 = call double @log(double %33)
%35 = load i32, i32* %4
%36 = sitofp i32 %35 to double
%37 = call double @log(double %36)
%38 = fdiv double %34, %37
%39 = fptosi double %38 to i32
store i32 %39, i32* %5
store i32 1, i32* %3
store i32 0, i32* %15
br label %40
40: ; preds = %48, %30
%41 = load i32, i32* %15
%42 = load i32, i32* %5
%43 = icmp slt i32 %41, %42
br i1 %43, label %44, label %51
44: ; preds = %40
%45 = load i32, i32* %3
%46 = load i32, i32* %4
%47 = mul nsw i32 %45, %46
store i32 %47, i32* %3
br label %48
48: ; preds = %44
%49 = load i32, i32* %15
%50 = add nsw i32 %49, 1
store i32 %50, i32* %15
br label %40
51: ; preds = %40
store i32 0, i32* %14
store i32 1, i32* %7
store i32 1, i32* %8
store i32 0, i32* %13
store i32 1, i32* %10
store i32 1, i32* %11
store i32 1, i32* %9
br label %52
52: ; preds = %180, %51
%53 = load i32, i32* %9
%54 = load i32, i32* %6
%55 = icmp sle i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %183
56: ; preds = %52
%57 = load i32, i32* %9
store i32 %57, i32* %12
%58 = load i32, i32* %10
%59 = load i32, i32* %4
%60 = icmp sge i32 %58, %59
br i1 %60, label %61, label %74
61: ; preds = %56
br label %62
62: ; preds = %68, %61
%63 = load i32, i32* %12
%64 = load i32, i32* %4
%65 = sdiv i32 %63, %64
store i32 %65, i32* %12
%66 = load i32, i32* %13
%67 = add nsw i32 %66, -1
store i32 %67, i32* %13
br label %68
68: ; preds = %62
%69 = load i32, i32* %12
%70 = load i32, i32* %4
%71 = srem i32 %69, %70
%72 = icmp eq i32 %71, 0
br i1 %72, label %62, label %73
73: ; preds = %68
store i32 0, i32* %10
br label %74
74: ; preds = %73, %56
%75 = load i32, i32* %10
%76 = add nsw i32 %75, 1
store i32 %76, i32* %10
%77 = load i32, i32* %7
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = load i32, i32* %12
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = mul nsw i64 %78, %80
%82 = load i32, i32* %3
%83 = sext i32 %82 to i64
%84 = srem i64 %81, %83
%85 = trunc i64 %84 to i32
store i32 %85, i32* %7
%86 = load i32, i32* %9
%87 = mul nsw i32 2, %86
%88 = sub nsw i32 %87, 1
store i32 %88, i32* %12
%89 = load i32, i32* %11
%90 = load i32, i32* %4
%91 = icmp sge i32 %89, %90
br i1 %91, label %92, label %113
92: ; preds = %74
%93 = load i32, i32* %11
%94 = load i32, i32* %4
%95 = icmp eq i32 %93, %94
br i1 %95, label %96, label %109
96: ; preds = %92
br label %97
97: ; preds = %103, %96
%98 = load i32, i32* %12
%99 = load i32, i32* %4
%100 = sdiv i32 %98, %99
store i32 %100, i32* %12
%101 = load i32, i32* %13
%102 = add nsw i32 %101, 1
store i32 %102, i32* %13
br label %103
103: ; preds = %97
%104 = load i32, i32* %12
%105 = load i32, i32* %4
%106 = srem i32 %104, %105
%107 = icmp eq i32 %106, 0
br i1 %107, label %97, label %108
108: ; preds = %103
br label %109
109: ; preds = %108, %92
%110 = load i32, i32* %4
%111 = load i32, i32* %11
%112 = sub nsw i32 %111, %110
store i32 %112, i32* %11
br label %113
113: ; preds = %109, %74
%114 = load i32, i32* %8
%115 = sext i32 %114 to i64
%116 = load i32, i32* %12
%117 = sext i32 %116 to i64
%118 = mul nsw i64 %115, %117
%119 = load i32, i32* %3
%120 = sext i32 %119 to i64
%121 = srem i64 %118, %120
%122 = trunc i64 %121 to i32
store i32 %122, i32* %8
%123 = load i32, i32* %11
%124 = add nsw i32 %123, 2
store i32 %124, i32* %11
%125 = load i32, i32* %13
%126 = icmp sgt i32 %125, 0
br i1 %126, label %127, label %179
127: ; preds = %113
%128 = load i32, i32* %8
%129 = load i32, i32* %3
%130 = call i32 (i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @inv_mod to i32 (i32, i32, ...)*)(i32 %128, i32 %129)
store i32 %130, i32* %12
%131 = load i32, i32* %12
%132 = sext i32 %131 to i64
%133 = load i32, i32* %7
%134 = sext i32 %133 to i64
%135 = mul nsw i64 %132, %134
%136 = load i32, i32* %3
%137 = sext i32 %136 to i64
%138 = srem i64 %135, %137
%139 = trunc i64 %138 to i32
store i32 %139, i32* %12
%140 = load i32, i32* %12
%141 = sext i32 %140 to i64
%142 = load i32, i32* %9
%143 = sext i32 %142 to i64
%144 = mul nsw i64 %141, %143
%145 = load i32, i32* %3
%146 = sext i32 %145 to i64
%147 = srem i64 %144, %146
%148 = trunc i64 %147 to i32
store i32 %148, i32* %12
%149 = load i32, i32* %13
store i32 %149, i32* %15
br label %150
150: ; preds = %164, %127
%151 = load i32, i32* %15
%152 = load i32, i32* %5
%153 = icmp slt i32 %151, %152
br i1 %153, label %154, label %167
154: ; preds = %150
%155 = load i32, i32* %12
%156 = sext i32 %155 to i64
%157 = load i32, i32* %4
%158 = sext i32 %157 to i64
%159 = mul nsw i64 %156, %158
%160 = load i32, i32* %3
%161 = sext i32 %160 to i64
%162 = srem i64 %159, %161
%163 = trunc i64 %162 to i32
store i32 %163, i32* %12
br label %164
164: ; preds = %154
%165 = load i32, i32* %15
%166 = add nsw i32 %165, 1
store i32 %166, i32* %15
br label %150
167: ; preds = %150
%168 = load i32, i32* %12
%169 = load i32, i32* %14
%170 = add nsw i32 %169, %168
store i32 %170, i32* %14
%171 = load i32, i32* %14
%172 = load i32, i32* %3
%173 = icmp sge i32 %171, %172
br i1 %173, label %174, label %178
174: ; preds = %167
%175 = load i32, i32* %3
%176 = load i32, i32* %14
%177 = sub nsw i32 %176, %175
store i32 %177, i32* %14
br label %178
178: ; preds = %174, %167
br label %179
179: ; preds = %178, %113
br label %180
180: ; preds = %179
%181 = load i32, i32* %9
%182 = add nsw i32 %181, 1
store i32 %182, i32* %9
br label %52
183: ; preds = %52
%184 = load i32, i32* %2
%185 = sub nsw i32 %184, 1
%186 = load i32, i32* %3
%187 = call i32 (i32, i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @pow_mod to i32 (i32, i32, i32, ...)*)(i32 10, i32 %185, i32 %186)
store i32 %187, i32* %12
%188 = load i32, i32* %14
%189 = sext i32 %188 to i64
%190 = load i32, i32* %12
%191 = sext i32 %190 to i64
%192 = mul nsw i64 %189, %191
%193 = load i32, i32* %3
%194 = sext i32 %193 to i64
%195 = srem i64 %192, %194
%196 = trunc i64 %195 to i32
store i32 %196, i32* %14
%197 = load double, double* %16
%198 = load i32, i32* %14
%199 = sitofp i32 %198 to double
%200 = load i32, i32* %3
%201 = sitofp i32 %200 to double
%202 = fdiv double %199, %201
%203 = fadd double %197, %202
%204 = call double @fmod(double %203, double 1.000000e+00)
store double %204, double* %16
br label %205
205: ; preds = %183
%206 = load i32, i32* %4
%207 = call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @next_prime to i32 (i32, ...)*)(i32 %206)
store i32 %207, i32* %4
br label %25
208: ; preds = %25
%209 = load double, double* %16
%210 = fmul double %209, 1.000000e+09
%211 = fptosi double %210 to i32
ret i32 %211
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @pi_nth_digit(i32 %0) {
%2 = add nsw i32 %0, 20
%3 = sitofp i32 %2 to double
%4 = fmul double %3, 0x40026BB1BBB55516
%5 = fdiv double %4, 0x3FE62E42FEFA39EF
%6 = fptosi double %5 to i32
%7 = shl nsw i32 %6, 1
%8 = icmp slt i32 %6, 2
br i1 %8, label %219, label %9
9: ; preds = %1
%10 = sitofp i32 %7 to double
%11 = add nsw i32 %0, -1
%12 = add nuw i32 %6, 1
%13 = zext i32 %12 to i64
br label %14
14: ; preds = %9, %202
%15 = phi double [ 0.000000e+00, %9 ], [ %213, %202 ]
%16 = phi i32 [ 3, %9 ], [ %214, %202 ]
%17 = tail call double @log(double %10)
%18 = sitofp i32 %16 to double
%19 = tail call double @log(double %18)
%20 = fdiv double %17, %19
%21 = fptosi double %20 to i32
%22 = icmp sgt i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %83
23: ; preds = %14
%24 = icmp ult i32 %21, 8
br i1 %24, label %80, label %25
25: ; preds = %23
%26 = and i32 %21, -8
%27 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %16, i64 0
%28 = shufflevector <4 x i32> %27, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%29 = insertelement <4 x i32> poison, i32 %16, i64 0
%30 = shufflevector <4 x i32> %29, <4 x i32> poison, <4 x i32> zeroinitializer
%31 = add i32 %26, -8
%32 = lshr exact i32 %31, 3
%33 = add nuw nsw i32 %32, 1
%34 = and i32 %33, 7
%35 = icmp ult i32 %31, 56
br i1 %35, label %60, label %36
36: ; preds = %25
%37 = and i32 %33, 1073741816
br label %38
38: ; preds = %38, %36
%39 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %36 ], [ %56, %38 ]
%40 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %36 ], [ %57, %38 ]
%41 = phi i32 [ 0, %36 ], [ %58, %38 ]
%42 = mul <4 x i32> %39, %28
%43 = mul <4 x i32> %40, %30
%44 = mul <4 x i32> %42, %28
%45 = mul <4 x i32> %43, %30
%46 = mul <4 x i32> %44, %28
%47 = mul <4 x i32> %45, %30
%48 = mul <4 x i32> %46, %28
%49 = mul <4 x i32> %47, %30
%50 = mul <4 x i32> %48, %28
%51 = mul <4 x i32> %49, %30
%52 = mul <4 x i32> %50, %28
%53 = mul <4 x i32> %51, %30
%54 = mul <4 x i32> %52, %28
%55 = mul <4 x i32> %53, %30
%56 = mul <4 x i32> %54, %28
%57 = mul <4 x i32> %55, %30
%58 = add nuw i32 %41, 8
%59 = icmp eq i32 %58, %37
br i1 %59, label %60, label %38
60: ; preds = %38, %25
%61 = phi <4 x i32> [ undef, %25 ], [ %56, %38 ]
%62 = phi <4 x i32> [ undef, %25 ], [ %57, %38 ]
%63 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %25 ], [ %56, %38 ]
%64 = phi <4 x i32> [ <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>, %25 ], [ %57, %38 ]
%65 = icmp eq i32 %34, 0
br i1 %65, label %74, label %66
66: ; preds = %60, %66
%67 = phi <4 x i32> [ %70, %66 ], [ %63, %60 ]
%68 = phi <4 x i32> [ %71, %66 ], [ %64, %60 ]
%69 = phi i32 [ %72, %66 ], [ 0, %60 ]
%70 = mul <4 x i32> %67, %28
%71 = mul <4 x i32> %68, %30
%72 = add i32 %69, 1
%73 = icmp eq i32 %72, %34
br i1 %73, label %74, label %66
74: ; preds = %66, %60
%75 = phi <4 x i32> [ %61, %60 ], [ %70, %66 ]
%76 = phi <4 x i32> [ %62, %60 ], [ %71, %66 ]
%77 = mul <4 x i32> %76, %75
%78 = call i32 @llvm.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %77)
%79 = icmp eq i32 %26, %21
br i1 %79, label %83, label %80
80: ; preds = %23, %74
%81 = phi i32 [ 0, %23 ], [ %26, %74 ]
%82 = phi i32 [ 1, %23 ], [ %78, %74 ]
br label %88
83: ; preds = %88, %74, %14
%84 = phi i32 [ 1, %14 ], [ %78, %74 ], [ %91, %88 ]
%85 = sext i32 %84 to i64
%86 = sext i32 %16 to i64
%87 = sub i32 0, %21
br label %94
88: ; preds = %80, %88
%89 = phi i32 [ %92, %88 ], [ %81, %80 ]
%90 = phi i32 [ %91, %88 ], [ %82, %80 ]
%91 = mul nsw i32 %90, %16
%92 = add nuw nsw i32 %89, 1
%93 = icmp eq i32 %92, %21
br i1 %93, label %83, label %88
94: ; preds = %83, %198
%95 = phi i64 [ 1, %83 ], [ %200, %198 ]
%96 = phi i32 [ 0, %83 ], [ %199, %198 ]
%97 = phi i32 [ 0, %83 ], [ %141, %198 ]
%98 = phi i32 [ 1, %83 ], [ %147, %198 ]
%99 = phi i32 [ 1, %83 ], [ %115, %198 ]
%100 = phi i64 [ 1, %83 ], [ %146, %198 ]
%101 = phi i64 [ 1, %83 ], [ %120, %198 ]
%102 = icmp slt i32 %99, %16
%103 = trunc i64 %95 to i32
br i1 %102, label %111, label %104
104: ; preds = %94, %104
%105 = phi i32 [ %107, %104 ], [ %103, %94 ]
%106 = phi i32 [ %108, %104 ], [ %97, %94 ]
%107 = sdiv i32 %105, %16
%108 = add nsw i32 %106, -1
%109 = srem i32 %107, %16
%110 = icmp eq i32 %109, 0
br i1 %110, label %104, label %111
111: ; preds = %104, %94
%112 = phi i32 [ %99, %94 ], [ 0, %104 ]
%113 = phi i32 [ %103, %94 ], [ %107, %104 ]
%114 = phi i32 [ %97, %94 ], [ %108, %104 ]
%115 = add nsw i32 %112, 1
%116 = shl i64 %101, 32
%117 = ashr exact i64 %116, 32
%118 = sext i32 %113 to i64
%119 = mul nsw i64 %117, %118
%120 = srem i64 %119, %85
%121 = icmp slt i32 %98, %16
%122 = trunc i64 %95 to i32
%123 = shl i32 %122, 1
%124 = add i32 %123, -1
br i1 %121, label %138, label %125
125: ; preds = %111
%126 = icmp eq i32 %98, %16
br i1 %126, label %127, label %134
127: ; preds = %125, %127
%128 = phi i32 [ %130, %127 ], [ %124, %125 ]
%129 = phi i32 [ %131, %127 ], [ %114, %125 ]
%130 = sdiv i32 %128, %16
%131 = add nsw i32 %129, 1
%132 = srem i32 %130, %16
%133 = icmp eq i32 %132, 0
br i1 %133, label %127, label %134
134: ; preds = %127, %125
%135 = phi i32 [ %124, %125 ], [ %130, %127 ]
%136 = phi i32 [ %114, %125 ], [ %131, %127 ]
%137 = sub nsw i32 %98, %16
br label %138
138: ; preds = %134, %111
%139 = phi i32 [ %137, %134 ], [ %98, %111 ]
%140 = phi i32 [ %135, %134 ], [ %124, %111 ]
%141 = phi i32 [ %136, %134 ], [ %114, %111 ]
%142 = shl i64 %100, 32
%143 = ashr exact i64 %142, 32
%144 = sext i32 %140 to i64
%145 = mul nsw i64 %143, %144
%146 = srem i64 %145, %85
%147 = add nsw i32 %139, 2
%148 = icmp sgt i32 %141, 0
br i1 %148, label %149, label %198
149: ; preds = %138
%150 = trunc i64 %146 to i32
%151 = tail call i32 (i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @inv_mod to i32 (i32, i32, ...)*)(i32 %150, i32 %84)
%152 = sext i32 %151 to i64
%153 = shl i64 %120, 32
%154 = ashr exact i64 %153, 32
%155 = mul nsw i64 %154, %152
%156 = srem i64 %155, %85
%157 = shl i64 %156, 32
%158 = ashr exact i64 %157, 32
%159 = mul nsw i64 %158, %95
%160 = srem i64 %159, %85
%161 = icmp slt i32 %141, %21
br i1 %161, label %162, label %191
162: ; preds = %149
%163 = sub i32 %21, %141
%164 = xor i32 %141, -1
%165 = and i32 %163, 1
%166 = icmp eq i32 %165, 0
br i1 %166, label %173, label %167
167: ; preds = %162
%168 = shl i64 %160, 32
%169 = ashr exact i64 %168, 32
%170 = mul nsw i64 %169, %86
%171 = add nsw i32 %141, 1
%172 = srem i64 %170, %85
br label %173
173: ; preds = %167, %162
%174 = phi i64 [ undef, %162 ], [ %172, %167 ]
%175 = phi i64 [ %160, %162 ], [ %172, %167 ]
%176 = phi i32 [ %141, %162 ], [ %171, %167 ]
%177 = icmp eq i32 %164, %87
br i1 %177, label %191, label %178
178: ; preds = %173, %178
%179 = phi i64 [ %189, %178 ], [ %175, %173 ]
%180 = phi i32 [ %188, %178 ], [ %176, %173 ]
%181 = shl i64 %179, 32
%182 = ashr exact i64 %181, 32
%183 = mul nsw i64 %182, %86
%184 = srem i64 %183, %85
%185 = shl i64 %184, 32
%186 = ashr exact i64 %185, 32
%187 = mul nsw i64 %186, %86
%188 = add nsw i32 %180, 2
%189 = srem i64 %187, %85
%190 = icmp eq i32 %188, %21
br i1 %190, label %191, label %178
191: ; preds = %173, %178, %149
%192 = phi i64 [ %160, %149 ], [ %174, %173 ], [ %189, %178 ]
%193 = trunc i64 %192 to i32
%194 = add nsw i32 %96, %193
%195 = icmp slt i32 %194, %84
%196 = select i1 %195, i32 0, i32 %84
%197 = sub nsw i32 %194, %196
br label %198
198: ; preds = %191, %138
%199 = phi i32 [ %96, %138 ], [ %197, %191 ]
%200 = add nuw nsw i64 %95, 1
%201 = icmp eq i64 %200, %13
br i1 %201, label %202, label %94
202: ; preds = %198
%203 = tail call i32 (i32, i32, i32, ...) bitcast (i32 (...)* @pow_mod to i32 (i32, i32, i32, ...)*)(i32 10, i32 %11, i32 %84)
%204 = sext i32 %199 to i64
%205 = sext i32 %203 to i64
%206 = mul nsw i64 %205, %204
%207 = srem i64 %206, %85
%208 = trunc i64 %207 to i32
%209 = sitofp i32 %208 to double
%210 = sitofp i32 %84 to double
%211 = fdiv double %209, %210
%212 = fadd double %15, %211
%213 = tail call double @fmod(double %212, double 1.000000e+00)
%214 = tail call i32 (i32, ...) bitcast (i32 (...)* @next_prime to i32 (i32, ...)*)(i32 %16)
%215 = icmp sgt i32 %214, %7
br i1 %215, label %216, label %14
216: ; preds = %202
%217 = fmul double %213, 1.000000e+09
%218 = fptosi double %217 to i32
br label %219
219: ; preds = %216, %1
%220 = phi i32 [ 0, %1 ], [ %218, %216 ]
ret i32 %220
}