void p014() {
  int limit = 1000000;
  int max_n = 1;
  int chain_size = 3000;
  int *collatz_count;
  unsigned long long *chain;
  int n, i, pos;
  unsigned long long n2;
  collatz_count = (int *)calloc(limit, sizeof(int));
  chain = (unsigned long long *)malloc(chain_size * sizeof(unsigned long long));
  collatz_count[1] = 1;
  for (n = 2; n < limit; n++) {
    n2 = n;
    pos = 0;
    while (n2 >= limit || collatz_count[n2] == 0) {
      chain[pos++] = n2;
      if (pos == chain_size) {
        printf("Chain size limit reached. Cannot proceed any further.");
        return;
      }
      n2 = n2 % 2 ? n2 * 3 + 1 : n2 / 2;
    }
    for (i = 1; i <= pos; i++) {
      if (chain[pos - i] >= limit) {
        continue;
      }
      collatz_count[chain[pos - i]] = collatz_count[n2] + i;
    }
    if (collatz_count[chain[0]] > collatz_count[max_n]) {
      max_n = chain[0];
    }
  }
  printf("The number with the longest collatz chain (%d) is %d",
         collatz_count[max_n], max_n);
  free(collatz_count);
  free(chain);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<p014>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x50,%rsp
movl   $0xf4240,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x8(%rbp)
movl   $0xbb8,-0xc(%rbp)
movslq -0x4(%rbp),%rdi
mov    $0x4,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movslq -0xc(%rbp),%rdi
shl    $0x3,%rdi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x1,0x4(%rax)
movl   $0x2,-0x24(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1301 <p014+0x1c1>
movslq -0x24(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rcx
movslq -0x4(%rbp),%rdx
mov    $0x1,%al
cmp    %rdx,%rcx
mov    %al,-0x39(%rbp)
jae    11d5 <p014+0x95>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
sete   %al
mov    %al,-0x39(%rbp)
mov    -0x39(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11e5 <p014+0xa5>
jmp    125b <p014+0x11b>
mov    -0x38(%rbp),%rdx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%esi
add    $0x1,%esi
mov    %esi,-0x2c(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x2c(%rbp),%eax
cmp    -0xc(%rbp),%eax
jne    121e <p014+0xde>
lea    0xdee(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
jmp    132f <p014+0x1ef>
mov    -0x38(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
cmp    $0x0,%rax
je     1242 <p014+0x102>
imul   $0x3,-0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
jmp    124e <p014+0x10e>
mov    -0x38(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    11ad <p014+0x6d>
movl   $0x1,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x2c(%rbp),%eax
jg     12c5 <p014+0x185>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    -0x2c(%rbp),%ecx
sub    -0x28(%rbp),%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
cmp    %rcx,%rax
jb     1291 <p014+0x151>
jmp    12b7 <p014+0x177>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%edx
add    -0x28(%rbp),%edx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    -0x2c(%rbp),%esi
sub    -0x28(%rbp),%esi
movslq %esi,%rsi
mov    (%rcx,%rsi,8),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    1262 <p014+0x122>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    (%rcx),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x8(%rbp),%rdx
cmp    (%rcx,%rdx,4),%eax
jle    12ee <p014+0x1ae>
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    (%rax),%rax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
jmp    12f3 <p014+0x1b3>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    1192 <p014+0x52>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x8(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%esi
mov    -0x8(%rbp),%edx
lea    0xd20(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1040 <printf@plt>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x20(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
add    $0x50,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<p014>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    $0xf4240,%edi
mov    $0x4,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,%r14
mov    $0x5dc0,%edi
call   1060 <malloc@plt>
mov    %rax,%rbx
movl   $0x1,0x4(%r14)
mov    %rax,%r8
add    $0xfffffffffffffff8,%r8
mov    $0x1,%r10d
mov    $0x2,%r9d
mov    %r8,%rax
xor    %edi,%edi
mov    %r9,%rsi
cmp    $0xf423f,%rsi
ja     1197 <p014+0x57>
nop
cmpl   $0x0,(%r14,%rsi,4)
jne    11d0 <p014+0x90>
mov    %rsi,(%rbx,%rdi,8)
add    $0x1,%rdi
cmp    $0xbb8,%rdi
je     1288 <p014+0x148>
mov    %rsi,%rcx
shr    %rcx
test   $0x1,%sil
lea    0x1(%rsi,%rsi,2),%rsi
cmove  %rcx,%rsi
add    $0x8,%rax
cmp    $0xf423f,%rsi
jbe    1190 <p014+0x50>
jmp    1197 <p014+0x57>
xchg   %ax,%ax
test   %edi,%edi
je     1200 <p014+0xc0>
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x1,%rdi
jne    1225 <p014+0xe5>
test   $0x1,%dil
je     1200 <p014+0xc0>
movslq %edi,%rax
sub    %rdx,%rax
mov    (%rbx,%rax,8),%rax
cmp    $0xf423f,%rax
ja     1200 <p014+0xc0>
add    (%r14,%rsi,4),%edx
mov    %edx,(%r14,%rax,4)
nop
mov    (%rbx),%rax
mov    (%r14,%rax,4),%ecx
movslq %r10d,%r10
cmp    (%r14,%r10,4),%ecx
cmovg  %eax,%r10d
add    $0x1,%r9
cmp    $0xf4240,%r9
jne    117e <p014+0x3e>
jmp    129a <p014+0x15a>
mov    %rdi,%r11
and    $0xfffffffffffffffe,%r11
neg    %r11
mov    $0x1,%edx
jmp    1256 <p014+0x116>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0xfffffffffffffff0,%rax
lea    (%r11,%rdx,1),%rcx
add    $0x2,%rcx
add    $0x2,%rdx
cmp    $0x1,%rcx
je     11df <p014+0x9f>
mov    (%rax),%rcx
cmp    $0xf423f,%rcx
ja     126c <p014+0x12c>
mov    (%r14,%rsi,4),%ebp
add    %edx,%ebp
mov    %ebp,(%r14,%rcx,4)
mov    -0x8(%rax),%rcx
cmp    $0xf423f,%rcx
ja     1240 <p014+0x100>
mov    (%r14,%rsi,4),%ebp
add    %edx,%ebp
add    $0x1,%ebp
mov    %ebp,(%r14,%rcx,4)
jmp    1240 <p014+0x100>
lea    0xd71(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
jmp    1040 <printf@plt>
movslq %r10d,%rdx
mov    (%r14,%rdx,4),%esi
lea    0xd8e(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1040 <printf@plt>
mov    %r14,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %rbx,%rdi
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
jmp    1030 <free@plt>

LLVM IR (-O0):
@.str = [54 x i8] c"Chain size limit reached. Cannot proceed any further.\00"
@.str.1 = [53 x i8] c"The number with the longest collatz chain (%d) is %d\00"
define void @p014() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32*
%5 = alloca i64*
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i64
store i32 1000000, i32* %1
store i32 1, i32* %2
store i32 3000, i32* %3
%10 = load i32, i32* %1
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = call i8* @calloc(i64 %11, i64 4)
%13 = bitcast i8* %12 to i32*
store i32* %13, i32** %4
%14 = load i32, i32* %3
%15 = sext i32 %14 to i64
%16 = mul i64 %15, 8
%17 = call i8* @malloc(i64 %16)
%18 = bitcast i8* %17 to i64*
store i64* %18, i64** %5
%19 = load i32*, i32** %4
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 1
store i32 1, i32* %20
store i32 2, i32* %6
br label %21
21: ; preds = %121, %0
%22 = load i32, i32* %6
%23 = load i32, i32* %1
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %124
25: ; preds = %21
%26 = load i32, i32* %6
%27 = sext i32 %26 to i64
store i64 %27, i64* %9
store i32 0, i32* %8
br label %28
28: ; preds = %64, %25
%29 = load i64, i64* %9
%30 = load i32, i32* %1
%31 = sext i32 %30 to i64
%32 = icmp uge i64 %29, %31
br i1 %32, label %39, label %33
33: ; preds = %28
%34 = load i32*, i32** %4
%35 = load i64, i64* %9
%36 = getelementptr inbounds i32, i32* %34, i64 %35
%37 = load i32, i32* %36
%38 = icmp eq i32 %37, 0
br label %39
39: ; preds = %33, %28
%40 = phi i1 [ true, %28 ], [ %38, %33 ]
br i1 %40, label %41, label %66
41: ; preds = %39
%42 = load i64, i64* %9
%43 = load i64*, i64** %5
%44 = load i32, i32* %8
%45 = add nsw i32 %44, 1
store i32 %45, i32* %8
%46 = sext i32 %44 to i64
%47 = getelementptr inbounds i64, i64* %43, i64 %46
store i64 %42, i64* %47
%48 = load i32, i32* %8
%49 = load i32, i32* %3
%50 = icmp eq i32 %48, %49
br i1 %50, label %51, label %53
51: ; preds = %41
%52 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([54 x i8], [54 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %136
53: ; preds = %41
%54 = load i64, i64* %9
%55 = urem i64 %54, 2
%56 = icmp ne i64 %55, 0
br i1 %56, label %57, label %61
57: ; preds = %53
%58 = load i64, i64* %9
%59 = mul i64 %58, 3
%60 = add i64 %59, 1
br label %64
61: ; preds = %53
%62 = load i64, i64* %9
%63 = udiv i64 %62, 2
br label %64
64: ; preds = %61, %57
%65 = phi i64 [ %60, %57 ], [ %63, %61 ]
store i64 %65, i64* %9
br label %28
66: ; preds = %39
store i32 1, i32* %7
br label %67
67: ; preds = %99, %66
%68 = load i32, i32* %7
%69 = load i32, i32* %8
%70 = icmp sle i32 %68, %69
br i1 %70, label %71, label %102
71: ; preds = %67
%72 = load i64*, i64** %5
%73 = load i32, i32* %8
%74 = load i32, i32* %7
%75 = sub nsw i32 %73, %74
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds i64, i64* %72, i64 %76
%78 = load i64, i64* %77
%79 = load i32, i32* %1
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = icmp uge i64 %78, %80
br i1 %81, label %82, label %83
82: ; preds = %71
br label %99
83: ; preds = %71
%84 = load i32*, i32** %4
%85 = load i64, i64* %9
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %84, i64 %85
%87 = load i32, i32* %86
%88 = load i32, i32* %7
%89 = add nsw i32 %87, %88
%90 = load i32*, i32** %4
%91 = load i64*, i64** %5
%92 = load i32, i32* %8
%93 = load i32, i32* %7
%94 = sub nsw i32 %92, %93
%95 = sext i32 %94 to i64
%96 = getelementptr inbounds i64, i64* %91, i64 %95
%97 = load i64, i64* %96
%98 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 %97
store i32 %89, i32* %98
br label %99
99: ; preds = %83, %82
%100 = load i32, i32* %7
%101 = add nsw i32 %100, 1
store i32 %101, i32* %7
br label %67
102: ; preds = %67
%103 = load i32*, i32** %4
%104 = load i64*, i64** %5
%105 = getelementptr inbounds i64, i64* %104, i64 0
%106 = load i64, i64* %105
%107 = getelementptr inbounds i32, i32* %103, i64 %106
%108 = load i32, i32* %107
%109 = load i32*, i32** %4
%110 = load i32, i32* %2
%111 = sext i32 %110 to i64
%112 = getelementptr inbounds i32, i32* %109, i64 %111
%113 = load i32, i32* %112
%114 = icmp sgt i32 %108, %113
br i1 %114, label %115, label %120
115: ; preds = %102
%116 = load i64*, i64** %5
%117 = getelementptr inbounds i64, i64* %116, i64 0
%118 = load i64, i64* %117
%119 = trunc i64 %118 to i32
store i32 %119, i32* %2
br label %120
120: ; preds = %115, %102
br label %121
121: ; preds = %120
%122 = load i32, i32* %6
%123 = add nsw i32 %122, 1
store i32 %123, i32* %6
br label %21
124: ; preds = %21
%125 = load i32*, i32** %4
%126 = load i32, i32* %2
%127 = sext i32 %126 to i64
%128 = getelementptr inbounds i32, i32* %125, i64 %127
%129 = load i32, i32* %128
%130 = load i32, i32* %2
%131 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([53 x i8], [53 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %129, i32 %130)
%132 = load i32*, i32** %4
%133 = bitcast i32* %132 to i8*
%134 = load i64*, i64** %5
%135 = bitcast i64* %134 to i8*
br label %136
136: ; preds = %124, %51
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [54 x i8] c"Chain size limit reached. Cannot proceed any further.\00"
@.str.1 = [53 x i8] c"The number with the longest collatz chain (%d) is %d\00"
define void @p014() {
%1 = tail call dereferenceable_or_null(4000000) i8* @calloc(i64 1000000, i64 4)
%2 = bitcast i8* %1 to i32*
%3 = tail call dereferenceable_or_null(24000) i8* @malloc(i64 24000)
%4 = bitcast i8* %3 to i64*
%5 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 1
store i32 1, i32* %5
br label %6
6: ; preds = %0, %81
%7 = phi i64 [ 2, %0 ], [ %91, %81 ]
%8 = phi i32 [ 1, %0 ], [ %90, %81 ]
br label %9
9: ; preds = %34, %6
%10 = phi i64 [ %29, %34 ], [ 0, %6 ]
%11 = phi i64 [ %40, %34 ], [ %7, %6 ]
%12 = icmp ugt i64 %11, 999999
br i1 %12, label %28, label %13
13: ; preds = %9
%14 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %11
%15 = load i32, i32* %14
%16 = icmp eq i32 %15, 0
br i1 %16, label %28, label %17
17: ; preds = %13
%18 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %11
%19 = trunc i64 %10 to i32
%20 = icmp eq i32 %19, 0
br i1 %20, label %81, label %21
21: ; preds = %17
%22 = shl i64 %10, 32
%23 = ashr exact i64 %22, 32
%24 = and i64 %10, 1
%25 = icmp eq i64 %10, 1
br i1 %25, label %68, label %26
26: ; preds = %21
%27 = and i64 %10, 9223372036854775806
br label %41
28: ; preds = %9, %13
%29 = add nuw nsw i64 %10, 1
%30 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %10
store i64 %11, i64* %30
%31 = icmp eq i64 %29, 3000
br i1 %31, label %32, label %34
32: ; preds = %28
%33 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([54 x i8], [54 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
br label %98
34: ; preds = %28
%35 = and i64 %11, 1
%36 = icmp eq i64 %35, 0
%37 = mul i64 %11, 3
%38 = add i64 %37, 1
%39 = lshr i64 %11, 1
%40 = select i1 %36, i64 %39, i64 %38
br label %9
41: ; preds = %64, %26
%42 = phi i64 [ 1, %26 ], [ %65, %64 ]
%43 = phi i64 [ 0, %26 ], [ %66, %64 ]
%44 = sub nsw i64 %23, %42
%45 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %44
%46 = load i64, i64* %45
%47 = icmp ugt i64 %46, 999999
br i1 %47, label %53, label %48
48: ; preds = %41
%49 = load i32, i32* %18
%50 = trunc i64 %42 to i32
%51 = add nsw i32 %49, %50
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %46
store i32 %51, i32* %52
br label %53
53: ; preds = %41, %48
%54 = add nuw nsw i64 %42, 1
%55 = sub nsw i64 %23, %54
%56 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %55
%57 = load i64, i64* %56
%58 = icmp ugt i64 %57, 999999
br i1 %58, label %64, label %59
59: ; preds = %53
%60 = load i32, i32* %18
%61 = trunc i64 %54 to i32
%62 = add nsw i32 %60, %61
%63 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %57
store i32 %62, i32* %63
br label %64
64: ; preds = %59, %53
%65 = add nuw nsw i64 %42, 2
%66 = add i64 %43, 2
%67 = icmp eq i64 %66, %27
br i1 %67, label %68, label %41
68: ; preds = %64, %21
%69 = phi i64 [ 1, %21 ], [ %65, %64 ]
%70 = icmp eq i64 %24, 0
br i1 %70, label %81, label %71
71: ; preds = %68
%72 = sub nsw i64 %23, %69
%73 = getelementptr inbounds i64, i64* %4, i64 %72
%74 = load i64, i64* %73
%75 = icmp ugt i64 %74, 999999
br i1 %75, label %81, label %76
76: ; preds = %71
%77 = load i32, i32* %18
%78 = trunc i64 %69 to i32
%79 = add nsw i32 %77, %78
%80 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %74
store i32 %79, i32* %80
br label %81
81: ; preds = %68, %76, %71, %17
%82 = load i64, i64* %4
%83 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = sext i32 %8 to i64
%86 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %85
%87 = load i32, i32* %86
%88 = icmp sgt i32 %84, %87
%89 = trunc i64 %82 to i32
%90 = select i1 %88, i32 %89, i32 %8
%91 = add nuw nsw i64 %7, 1
%92 = icmp eq i64 %91, 1000000
br i1 %92, label %93, label %6
93: ; preds = %81
%94 = sext i32 %90 to i64
%95 = getelementptr inbounds i32, i32* %2, i64 %94
%96 = load i32, i32* %95
%97 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([53 x i8], [53 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32 %96, i32 %90)
tail call void @free(i8* %1)
tail call void @free(i8* %3)
br label %98
98: ; preds = %93, %32
ret void
}