#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*/ report(int);
signed long test_arith(int i) {
  int mul = 0, div = 0;
  int j;
  for (j = i; j < 40; j++) {
    mul += j * j * i;
    div += mul / (j + 5);
  }
  report(mul + div);
  return (mul + div);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<test_arith>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x10,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x28,-0x10(%rbp)
jge    116a <test_arith+0x5a>
mov    -0x10(%rbp),%eax
imul   -0x10(%rbp),%eax
imul   -0x4(%rbp),%eax
add    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
add    $0x5,%ecx
cltd
idiv   %ecx
add    -0xc(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    112f <test_arith+0x1f>
mov    -0x8(%rbp),%edi
add    -0xc(%rbp),%edi
call   1030 <report@plt>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    -0xc(%rbp),%eax
cltq
add    $0x10,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<test_arith>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x27,%edi
jg     11c1 <test_arith+0xb1>
mov    $0x28,%r9d
sub    %edi,%r9d
cmp    $0x27,%edi
jne    113a <test_arith+0x2a>
xor    %r8d,%r8d
mov    %edi,%r10d
xor    %ebx,%ebx
jmp    119f <test_arith+0x8f>
mov    %r9d,%r11d
and    $0xfffffffe,%r11d
lea    0x1(%rdi),%r15d
imul   %edi,%r15d
lea    (%rdi,%rdi,1),%r14d
mov    %edi,%ebp
imul   %edi,%ebp
xor    %r8d,%r8d
mov    %edi,%r10d
xor    %ebx,%ebx
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %ebp,%esi
imul   %r10d,%esi
add    %ebx,%esi
lea    0x5(%r10),%ecx
mov    %esi,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %eax,%ecx
lea    0x1(%r10),%ebx
imul   %r15d,%ebx
add    %esi,%ebx
add    %r8d,%ecx
lea    0x6(%r10),%esi
mov    %ebx,%eax
cltd
idiv   %esi
mov    %eax,%r8d
add    %ecx,%r8d
add    $0x2,%r10d
add    %r14d,%r15d
add    %r14d,%ebp
add    $0xfffffffe,%r11d
jne    1160 <test_arith+0x50>
test   $0x1,%r9b
je     11be <test_arith+0xae>
imul   %r10d,%edi
imul   %r10d,%edi
add    %ebx,%edi
add    $0x5,%r10d
mov    %edi,%eax
cltd
idiv   %r10d
add    %eax,%r8d
mov    %edi,%ebx
add    %r8d,%ebx
mov    %ebx,%edi
call   1030 <report@plt>
movslq %ebx,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define i64 @test_arith(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %4
%6 = load i32, i32* %2
store i32 %6, i32* %5
br label %7
7: ; preds = %24, %1
%8 = load i32, i32* %5
%9 = icmp slt i32 %8, 40
br i1 %9, label %10, label %27
10: ; preds = %7
%11 = load i32, i32* %5
%12 = load i32, i32* %5
%13 = mul nsw i32 %11, %12
%14 = load i32, i32* %2
%15 = mul nsw i32 %13, %14
%16 = load i32, i32* %3
%17 = add nsw i32 %16, %15
store i32 %17, i32* %3
%18 = load i32, i32* %3
%19 = load i32, i32* %5
%20 = add nsw i32 %19, 5
%21 = sdiv i32 %18, %20
%22 = load i32, i32* %4
%23 = add nsw i32 %22, %21
store i32 %23, i32* %4
br label %24
24: ; preds = %10
%25 = load i32, i32* %5
%26 = add nsw i32 %25, 1
store i32 %26, i32* %5
br label %7
27: ; preds = %7
%28 = load i32, i32* %3
%29 = load i32, i32* %4
%30 = add nsw i32 %28, %29
%31 = call i32 @report(i32 %30)
%32 = load i32, i32* %3
%33 = load i32, i32* %4
%34 = add nsw i32 %32, %33
%35 = sext i32 %34 to i64
ret i64 %35
}

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