#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 *, int);
int main(int argc, char *argv[]) {
  unsigned long n;
  int j;
  int large = 0;
  int count;
  int best = 0;
  int known[1000000];
  int value[1000000];
  for (j = 1; j <= 1000000; j++) {
    known[j - 1] = 0;
    value[j - 1] = 0;
  }
  for (j = 1; j <= 1000000; j++) {
    n = j;
    count = 1;
    while (n != 1) {
      if (n % 2 == 0) {
        n /= 2;
      } else {
        n = 3 * n + 1;
      }
      count++;
      if (n < 1000000) {
        if (known[n - 1]) {
          count += value[n - 1];
          break;
        }
      }
    }
    known[j - 1] = 1;
    value[j - 1] = count;
    if (count > large) {
      best = j;
      large = count;
    }
  }
  printf("%d\n", best);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x7a1230,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x0,-0x20(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0xf4240,-0x1c(%rbp)
jg     117f <main+0x6f>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
movl   $0x0,-0x3d0930(%rbp,%rax,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
movl   $0x0,-0x7a1230(%rbp,%rax,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    113e <main+0x2e>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0xf4240,-0x1c(%rbp)
jg     127e <main+0x16e>
movslq -0x1c(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x1,-0x24(%rbp)
cmpq   $0x1,-0x18(%rbp)
je     122e <main+0x11e>
mov    -0x18(%rbp),%rax
and    $0x1,%rax
cmp    $0x0,%rax
jne    11d0 <main+0xc0>
mov    -0x18(%rbp),%rax
shr    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
jmp    11dd <main+0xcd>
imul   $0x3,-0x18(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
cmpq   $0xf4240,-0x18(%rbp)
jae    1229 <main+0x119>
mov    -0x18(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
cmpl   $0x0,-0x3d0930(%rbp,%rax,4)
je     1224 <main+0x114>
mov    -0x18(%rbp),%rax
sub    $0x1,%rax
mov    -0x7a1230(%rbp,%rax,4),%eax
add    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
jmp    122e <main+0x11e>
jmp    1229 <main+0x119>
jmp    11a2 <main+0x92>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
movl   $0x1,-0x3d0930(%rbp,%rax,4)
mov    -0x24(%rbp),%ecx
mov    -0x1c(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    %ecx,-0x7a1230(%rbp,%rax,4)
mov    -0x24(%rbp),%eax
cmp    -0x20(%rbp),%eax
jle    126b <main+0x15b>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
mov    -0x24(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    1270 <main+0x160>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    1186 <main+0x76>
mov    -0x28(%rbp),%esi
lea    0xd78(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x7a1230,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
push   %rbx
sub    $0x7a1200,%rsp
lea    0x3d0900(%rsp),%rdi
xor    %ebx,%ebx
mov    $0x3d0900,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
mov    %rsp,%rdi
mov    $0x3d0900,%edx
xor    %esi,%esi
call   1040 <memset@plt>
mov    $0x1,%eax
xor    %ecx,%ecx
jmp    1183 <main+0x63>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
movl   $0x1,0x3d08fc(%rsp,%rax,4)
mov    %edx,-0x4(%rsp,%rax,4)
cmp    %ecx,%edx
cmovg  %edx,%ecx
cmovg  %eax,%ebx
add    $0x1,%rax
cmp    $0xf4241,%rax
je     11da <main+0xba>
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x1,%rax
je     1160 <main+0x40>
mov    $0x1,%edx
mov    %rax,%rsi
jmp    11a9 <main+0x89>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%edx
cmp    $0x1,%rsi
je     1160 <main+0x40>
mov    %rsi,%rdi
shr    %rdi
test   $0x1,%sil
lea    0x1(%rsi,%rsi,2),%rsi
cmove  %rdi,%rsi
cmp    $0xf423f,%rsi
ja     11a0 <main+0x80>
cmpl   $0x0,0x3d08fc(%rsp,%rsi,4)
je     11a0 <main+0x80>
mov    -0x4(%rsp,%rsi,4),%esi
add    %esi,%edx
add    $0x1,%edx
jmp    1160 <main+0x40>
lea    0xe1f(%rip),%rdi
mov    %ebx,%esi
call   1030 <printf@plt>
xor    %eax,%eax
add    $0x7a1200,%rsp
pop    %rbx
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [4 x i8] c"%d\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i64
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
%10 = alloca i32
%11 = alloca [1000000 x i32]
%12 = alloca [1000000 x i32]
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
store i32 0, i32* %8
store i32 0, i32* %10
store i32 1, i32* %7
br label %13
13: ; preds = %25, %2
%14 = load i32, i32* %7
%15 = icmp sle i32 %14, 1000000
br i1 %15, label %16, label %28
16: ; preds = %13
%17 = load i32, i32* %7
%18 = sub nsw i32 %17, 1
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %11, i64 0, i64 %19
store i32 0, i32* %20
%21 = load i32, i32* %7
%22 = sub nsw i32 %21, 1
%23 = sext i32 %22 to i64
%24 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %12, i64 0, i64 %23
store i32 0, i32* %24
br label %25
25: ; preds = %16
%26 = load i32, i32* %7
%27 = add nsw i32 %26, 1
store i32 %27, i32* %7
br label %13
28: ; preds = %13
store i32 1, i32* %7
br label %29
29: ; preds = %86, %28
%30 = load i32, i32* %7
%31 = icmp sle i32 %30, 1000000
br i1 %31, label %32, label %89
32: ; preds = %29
%33 = load i32, i32* %7
%34 = sext i32 %33 to i64
store i64 %34, i64* %6
store i32 1, i32* %9
br label %35
35: ; preds = %68, %32
%36 = load i64, i64* %6
%37 = icmp ne i64 %36, 1
br i1 %37, label %38, label %69
38: ; preds = %35
%39 = load i64, i64* %6
%40 = urem i64 %39, 2
%41 = icmp eq i64 %40, 0
br i1 %41, label %42, label %45
42: ; preds = %38
%43 = load i64, i64* %6
%44 = udiv i64 %43, 2
store i64 %44, i64* %6
br label %49
45: ; preds = %38
%46 = load i64, i64* %6
%47 = mul i64 3, %46
%48 = add i64 %47, 1
store i64 %48, i64* %6
br label %49
49: ; preds = %45, %42
%50 = load i32, i32* %9
%51 = add nsw i32 %50, 1
store i32 %51, i32* %9
%52 = load i64, i64* %6
%53 = icmp ult i64 %52, 1000000
br i1 %53, label %54, label %68
54: ; preds = %49
%55 = load i64, i64* %6
%56 = sub i64 %55, 1
%57 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %11, i64 0, i64 %56
%58 = load i32, i32* %57
%59 = icmp ne i32 %58, 0
br i1 %59, label %60, label %67
60: ; preds = %54
%61 = load i64, i64* %6
%62 = sub i64 %61, 1
%63 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %12, i64 0, i64 %62
%64 = load i32, i32* %63
%65 = load i32, i32* %9
%66 = add nsw i32 %65, %64
store i32 %66, i32* %9
br label %69
67: ; preds = %54
br label %68
68: ; preds = %67, %49
br label %35
69: ; preds = %60, %35
%70 = load i32, i32* %7
%71 = sub nsw i32 %70, 1
%72 = sext i32 %71 to i64
%73 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %11, i64 0, i64 %72
store i32 1, i32* %73
%74 = load i32, i32* %9
%75 = load i32, i32* %7
%76 = sub nsw i32 %75, 1
%77 = sext i32 %76 to i64
%78 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %12, i64 0, i64 %77
store i32 %74, i32* %78
%79 = load i32, i32* %9
%80 = load i32, i32* %8
%81 = icmp sgt i32 %79, %80
br i1 %81, label %82, label %85
82: ; preds = %69
%83 = load i32, i32* %7
store i32 %83, i32* %10
%84 = load i32, i32* %9
store i32 %84, i32* %8
br label %85
85: ; preds = %82, %69
br label %86
86: ; preds = %85
%87 = load i32, i32* %7
%88 = add nsw i32 %87, 1
store i32 %88, i32* %7
br label %29
89: ; preds = %29
%90 = load i32, i32* %10
%91 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %90)
%92 = load i32, i32* %3
ret i32 %92
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [4 x i8] c"%d\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture readnone %1) {
%3 = alloca [1000000 x i32]
%4 = bitcast [1000000 x i32]* %3 to i8*
%5 = alloca [1000000 x i32]
%6 = bitcast [1000000 x i32]* %5 to i8*
br label %7
7: ; preds = %2, %34
%8 = phi i64 [ 1, %2 ], [ %43, %34 ]
%9 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %42, %34 ]
%10 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %40, %34 ]
%11 = icmp eq i64 %8, 1
br i1 %11, label %34, label %12
12: ; preds = %7, %32
%13 = phi i32 [ %21, %32 ], [ 1, %7 ]
%14 = phi i64 [ %20, %32 ], [ %8, %7 ]
%15 = and i64 %14, 1
%16 = icmp eq i64 %15, 0
%17 = lshr i64 %14, 1
%18 = mul i64 %14, 3
%19 = add i64 %18, 1
%20 = select i1 %16, i64 %17, i64 %19
%21 = add nuw nsw i32 %13, 1
%22 = icmp ult i64 %20, 1000000
br i1 %22, label %23, label %32
23: ; preds = %12
%24 = add nsw i64 %20, -1
%25 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %3, i64 0, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = icmp eq i32 %26, 0
br i1 %27, label %32, label %28
28: ; preds = %23
%29 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %5, i64 0, i64 %24
%30 = load i32, i32* %29
%31 = add nsw i32 %30, %21
br label %34
32: ; preds = %23, %12
%33 = icmp eq i64 %20, 1
br i1 %33, label %34, label %12
34: ; preds = %32, %7, %28
%35 = phi i32 [ %31, %28 ], [ 1, %7 ], [ %21, %32 ]
%36 = add nsw i64 %8, -1
%37 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %3, i64 0, i64 %36
store i32 1, i32* %37
%38 = getelementptr inbounds [1000000 x i32], [1000000 x i32]* %5, i64 0, i64 %36
store i32 %35, i32* %38
%39 = icmp sgt i32 %35, %10
%40 = select i1 %39, i32 %35, i32 %10
%41 = trunc i64 %8 to i32
%42 = select i1 %39, i32 %41, i32 %9
%43 = add nuw nsw i64 %8, 1
%44 = icmp eq i64 %43, 1000001
br i1 %44, label %45, label %7
45: ; preds = %34
%46 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8], [4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %42)
ret i32 0
}