#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 *);
void print_tree(int node_num, long kth, long *tree_num) {
  if (node_num == 0) {
    return;
  }
  int left_num = 0;
  int right_num = node_num - 1;
  while (tree_num[left_num] * tree_num[right_num] < kth) {
    kth -= tree_num[left_num] * tree_num[right_num];
    left_num++;
    right_num--;
  }
  long left_state = (kth - 1) / tree_num[right_num] + 1;
  long right_state = ((kth - 1) % tree_num[right_num]) + 1;
  if (left_num > 0) {
    printf("(");
    print_tree(left_num, left_state, tree_num);
    printf(")");
  }
  printf("X");
  if (right_num > 0) {
    printf("(");
    print_tree(right_num, right_state, tree_num);
    printf(")");
  }
}


x86 assembly (clang, -O0):
<print_tree>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x30,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x4(%rbp)
jne    1142 <print_tree+0x22>
jmp    125c <print_tree+0x13c>
movl   $0x0,-0x1c(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rdx
imul   (%rcx,%rdx,8),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jge    11b0 <print_tree+0x90>
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
movslq -0x20(%rbp),%rdx
imul   (%rax,%rdx,8),%rcx
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1152 <print_tree+0x32>
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rsi
cqto
idivq  (%rcx,%rsi,8)
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    -0x18(%rbp),%rcx
movslq -0x20(%rbp),%rsi
cqto
idivq  (%rcx,%rsi,8)
add    $0x1,%rdx
mov    %rdx,-0x30(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x1c(%rbp)
jle    121e <print_tree+0xfe>
lea    0xe03(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x1c(%rbp),%edi
mov    -0x28(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
call   1040 <print_tree@plt>
lea    0xde9(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
lea    0xddf(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
cmpl   $0x0,-0x20(%rbp)
jle    125c <print_tree+0x13c>
lea    0xdc5(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x20(%rbp),%edi
mov    -0x30(%rbp),%rsi
mov    -0x18(%rbp),%rdx
call   1040 <print_tree@plt>
lea    0xdab(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
add    $0x30,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<print_tree>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
test   %edi,%edi
je     124a <print_tree+0x12a>
mov    %rdx,%r13
mov    %edi,%r15d
lea    -0x1(%r15),%r14d
movslq %edi,%rax
mov    -0x8(%rdx,%rax,8),%rcx
mov    (%rdx),%rdx
imul   %rcx,%rdx
cmp    %rsi,%rdx
jge    11a4 <print_tree+0x84>
add    $0xffffffffffffffff,%rax
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
sub    %rdx,%rsi
mov    -0x8(%r13,%rax,8),%rcx
add    $0xffffffffffffffff,%rax
mov    0x8(%r13,%rbx,8),%rdx
imul   %rcx,%rdx
add    $0x1,%rbx
cmp    %rdx,%rsi
jg     1160 <print_tree+0x40>
mov    %r15d,%r15d
mov    %r14d,%r14d
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
mov    %rsi,%rax
or     %rcx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11c1 <print_tree+0xa1>
mov    %rsi,%rax
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%r12
mov    %rax,%rbp
jmp    11cc <print_tree+0xac>
add    $0xffffffffffffffff,%rsi
mov    %rsi,%rax
or     %rcx,%rax
shr    $0x20,%rax
je     11fd <print_tree+0xdd>
mov    %rsi,%rax
cqto
idiv   %rcx
mov    %rdx,%r12
jmp    1206 <print_tree+0xe6>
mov    %esi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%r12d
mov    %eax,%ebp
sub    %rbx,%r15
sub    %rbx,%r14
test   %ebx,%ebx
je     1206 <print_tree+0xe6>
add    $0x1,%rbp
mov    $0x28,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    %ebx,%edi
mov    %rbp,%rsi
mov    %r13,%rdx
call   1040 <print_tree@plt>
mov    $0x29,%edi
call   1030 <putchar@plt>
jmp    1206 <print_tree+0xe6>
mov    %esi,%eax
xor    %edx,%edx
div    %ecx
mov    %edx,%r12d
mov    $0x58,%edi
call   1030 <putchar@plt>
cmp    $0x1,%r15d
jle    124a <print_tree+0x12a>
add    $0x1,%r12
mov    $0x28,%edi
call   1030 <putchar@plt>
mov    %r14d,%edi
mov    %r12,%rsi
mov    %r13,%rdx
call   1040 <print_tree@plt>
mov    $0x29,%edi
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
jmp    1030 <putchar@plt>
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [2 x i8] c"(\00"
@.str.1 = [2 x i8] c")\00"
@.str.2 = [2 x i8] c"X\00"
define void @print_tree(i32 %0, i64 %1, i64* %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64*
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
store i32 %0, i32* %4
store i64 %1, i64* %5
store i64* %2, i64** %6
%11 = load i32, i32* %4
%12 = icmp eq i32 %11, 0
br i1 %12, label %13, label %14
13: ; preds = %3
br label %86
14: ; preds = %3
store i32 0, i32* %7
%15 = load i32, i32* %4
%16 = sub nsw i32 %15, 1
store i32 %16, i32* %8
br label %17
17: ; preds = %31, %14
%18 = load i64*, i64** %6
%19 = load i32, i32* %7
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds i64, i64* %18, i64 %20
%22 = load i64, i64* %21
%23 = load i64*, i64** %6
%24 = load i32, i32* %8
%25 = sext i32 %24 to i64
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %23, i64 %25
%27 = load i64, i64* %26
%28 = mul nsw i64 %22, %27
%29 = load i64, i64* %5
%30 = icmp slt i64 %28, %29
br i1 %30, label %31, label %49
31: ; preds = %17
%32 = load i64*, i64** %6
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i64, i64* %32, i64 %34
%36 = load i64, i64* %35
%37 = load i64*, i64** %6
%38 = load i32, i32* %8
%39 = sext i32 %38 to i64
%40 = getelementptr inbounds i64, i64* %37, i64 %39
%41 = load i64, i64* %40
%42 = mul nsw i64 %36, %41
%43 = load i64, i64* %5
%44 = sub nsw i64 %43, %42
store i64 %44, i64* %5
%45 = load i32, i32* %7
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %7
%47 = load i32, i32* %8
%48 = add nsw i32 %47, -1
store i32 %48, i32* %8
br label %17
49: ; preds = %17
%50 = load i64, i64* %5
%51 = sub nsw i64 %50, 1
%52 = load i64*, i64** %6
%53 = load i32, i32* %8
%54 = sext i32 %53 to i64
%55 = getelementptr inbounds i64, i64* %52, i64 %54
%56 = load i64, i64* %55
%57 = sdiv i64 %51, %56
%58 = add nsw i64 %57, 1
store i64 %58, i64* %9
%59 = load i64, i64* %5
%60 = sub nsw i64 %59, 1
%61 = load i64*, i64** %6
%62 = load i32, i32* %8
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds i64, i64* %61, i64 %63
%65 = load i64, i64* %64
%66 = srem i64 %60, %65
%67 = add nsw i64 %66, 1
store i64 %67, i64* %10
%68 = load i32, i32* %7
%69 = icmp sgt i32 %68, 0
br i1 %69, label %70, label %76
70: ; preds = %49
%71 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%72 = load i32, i32* %7
%73 = load i64, i64* %9
%74 = load i64*, i64** %6
%75 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
br label %76
76: ; preds = %70, %49
%77 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0))
%78 = load i32, i32* %8
%79 = icmp sgt i32 %78, 0
br i1 %79, label %80, label %86
80: ; preds = %76
%81 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%82 = load i32, i32* %8
%83 = load i64, i64* %10
%84 = load i64*, i64** %6
%85 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([2 x i8], [2 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0))
br label %86
86: ; preds = %13, %80, %76
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @print_tree(i32 %0, i64 %1, i64* %2) {
%4 = icmp eq i32 %0, 0
br i1 %4, label %48, label %5
5: ; preds = %3
%6 = add nsw i32 %0, -1
%7 = load i64, i64* %2
%8 = sext i32 %6 to i64
%9 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %8
%10 = load i64, i64* %9
%11 = mul nsw i64 %10, %7
%12 = icmp slt i64 %11, %1
br i1 %12, label %16, label %13
13: ; preds = %5
%14 = add nsw i64 %1, -1
%15 = srem i64 %14, %10
br label %42
16: ; preds = %5, %16
%17 = phi i64 [ %22, %16 ], [ 0, %5 ]
%18 = phi i64 [ %23, %16 ], [ %8, %5 ]
%19 = phi i64 [ %28, %16 ], [ %11, %5 ]
%20 = phi i64 [ %21, %16 ], [ %1, %5 ]
%21 = sub nsw i64 %20, %19
%22 = add nuw nsw i64 %17, 1
%23 = add i64 %18, -1
%24 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %22
%25 = load i64, i64* %24
%26 = getelementptr inbounds i64, i64* %2, i64 %23
%27 = load i64, i64* %26
%28 = mul nsw i64 %27, %25
%29 = icmp sgt i64 %21, %28
br i1 %29, label %16, label %30
30: ; preds = %16
%31 = trunc i64 %22 to i32
%32 = trunc i64 %18 to i32
%33 = trunc i64 %23 to i32
%34 = add nsw i64 %21, -1
%35 = srem i64 %34, %27
%36 = sdiv i64 %34, %27
%37 = icmp eq i32 %31, 0
br i1 %37, label %42, label %38
38: ; preds = %30
%39 = add nsw i64 %36, 1
%40 = tail call i32 @putchar(i32 40)
tail call void @print_tree(i32 %31, i64 %39, i64* %2)
%41 = tail call i32 @putchar(i32 41)
br label %42
42: ; preds = %13, %38, %30
%43 = phi i64 [ %15, %13 ], [ %35, %38 ], [ %35, %30 ]
%44 = phi i32 [ %6, %13 ], [ %33, %38 ], [ %33, %30 ]
%45 = phi i32 [ %0, %13 ], [ %32, %38 ], [ %32, %30 ]
%46 = tail call i32 @putchar(i32 88)
%47 = icmp sgt i32 %45, 1
br i1 %47, label %49, label %48
48: ; preds = %3, %42, %49
ret void
49: ; preds = %42
%50 = add nsw i64 %43, 1
%51 = tail call i32 @putchar(i32 40)
tail call void @print_tree(i32 %44, i64 %50, i64* %2)
%52 = tail call i32 @putchar(i32 41)
br label %48
}