#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 */
double floor(double);
void rational(float x, int i, int *n, int *d) {
  int a[40];
  int m, ntmp;
  double rest, xnext, dx;
  dx = (double)x;
  rest = dx - floor(dx);
  if (rest == 0.0) {
    *n = (int)floor(dx);
    *d = 1;
    return;
  }
  a[0] = (int)floor(dx);
  for (m = 1; m <= i; m++) {
    xnext = 1.0 / rest;
    a[m] = (int)floor(xnext);
    rest = xnext - (double)a[m];
  }
  *n = 1;
  *d = a[i];
  for (m = i; m > 0; m--) {
    ntmp = *n;
    *n = *d;
    *d = a[m - 1] * *d + ntmp;
  }
  ntmp = *n;
  *n = *d;
  *d = ntmp;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<rational>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xf0,%rsp
movss  %xmm0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
mov    %rdx,-0x18(%rbp)
movss  -0x4(%rbp),%xmm0
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,-0xe0(%rbp)
ff
movsd  -0xe0(%rbp),%xmm0
ff
movsd  %xmm0,-0xe8(%rbp)
ff
movsd  -0xe0(%rbp),%xmm0
ff
call   1030 <floor@plt>
movaps %xmm0,%xmm1
movsd  -0xe8(%rbp),%xmm0
ff
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0xd0(%rbp)
ff
movsd  -0xd0(%rbp),%xmm0
ff
xorps  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm0
jne    11b1 <rational+0xa1>
jp     11b1 <rational+0xa1>
movsd  -0xe0(%rbp),%xmm0
ff
call   1030 <floor@plt>
cvttsd2si %xmm0,%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
jmp    12f6 <rational+0x1e6>
movsd  -0xe0(%rbp),%xmm0
ff
call   1030 <floor@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,-0xc0(%rbp)
movl   $0x1,-0xc4(%rbp)
mov    -0xc4(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jg     1250 <rational+0x140>
movsd  0xe17(%rip),%xmm0
divsd  -0xd0(%rbp),%xmm0
ff
movsd  %xmm0,-0xd8(%rbp)
ff
movsd  -0xd8(%rbp),%xmm0
call   1030 <floor@plt>
cvttsd2si %xmm0,%ecx
movslq -0xc4(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0xc0(%rbp,%rax,4)
movsd  -0xd8(%rbp),%xmm0
ff
movslq -0xc4(%rbp),%rax
cvtsi2sdl -0xc0(%rbp,%rax,4),%xmm1
ff ff
subsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,-0xd0(%rbp)
ff
mov    -0xc4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc4(%rbp)
jmp    11d2 <rational+0xc2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
movslq -0x8(%rbp),%rax
mov    -0xc0(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %eax,-0xc4(%rbp)
cmpl   $0x0,-0xc4(%rbp)
jle    12d2 <rational+0x1c2>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0xc8(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0xc4(%rbp),%eax
sub    $0x1,%eax
cltq
mov    -0xc0(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
imul   (%rax),%ecx
add    -0xc8(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0xc4(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0xc4(%rbp)
jmp    1274 <rational+0x164>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    (%rax),%eax
mov    %eax,-0xc8(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    (%rax),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0xc8(%rbp),%ecx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
add    $0xf0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<rational>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0xb8,%rsp
mov    %rdx,%r14
mov    %rsi,%r12
mov    %edi,%r15d
cvtss2sd %xmm0,%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
call   1030 <floor@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm2
subsd  %xmm0,%xmm2
xorpd  %xmm1,%xmm1
ucomisd %xmm1,%xmm2
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    $0x1,%ecx
jne    115c <rational+0x4c>
jnp    12c4 <rational+0x1b4>
mov    %eax,0x10(%rsp)
test   %r15d,%r15d
jle    12ae <rational+0x19e>
movapd %xmm2,%xmm1
mov    %r15d,%ebp
mov    $0x1,%ebx
cmp    $0x1,%r15d
je     1204 <rational+0xf4>
mov    %ebp,%r13d
and    $0xfffffffe,%r13d
neg    %r13
mov    $0x1,%ebx
xchg   %ax,%ax
movsd  0xe68(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
call   1030 <floor@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,0x10(%rsp,%rbx,4)
cvttpd2dq %xmm0,%xmm0
cvtdq2pd %xmm0,%xmm0
movsd  0x8(%rsp),%xmm1
subsd  %xmm0,%xmm1
movsd  0xe37(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
movsd  %xmm0,0x8(%rsp)
call   1030 <floor@plt>
movsd  0x8(%rsp),%xmm1
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,0x14(%rsp,%rbx,4)
cvttpd2dq %xmm0,%xmm0
cvtdq2pd %xmm0,%xmm0
subsd  %xmm0,%xmm1
lea    (%rbx,%r13,1),%rax
add    $0x2,%rax
add    $0x2,%rbx
cmp    $0x1,%rax
jne    1190 <rational+0x80>
test   $0x1,%bpl
je     1223 <rational+0x113>
movsd  0xdee(%rip),%xmm0
divsd  %xmm1,%xmm0
call   1030 <floor@plt>
cvttsd2si %xmm0,%eax
mov    %eax,0x10(%rsp,%rbx,4)
movl   $0x1,(%r12)
movslq %r15d,%rax
mov    0x10(%rsp,%rax,4),%eax
mov    %eax,(%r14)
test   %r15d,%r15d
jle    12c0 <rational+0x1b0>
test   $0x1,%bpl
je     125f <rational+0x14f>
mov    (%r12),%ecx
mov    %eax,(%r12)
add    $0xffffffffffffffff,%rbp
mov    %ebp,%edx
mov    (%r14),%eax
imul   0x10(%rsp,%rdx,4),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,(%r14)
cmp    $0x1,%r15d
je     12c0 <rational+0x1b0>
add    $0xfffffffffffffffe,%rbp
nopl   0x0(%rax)
mov    (%r12),%ecx
mov    %eax,(%r12)
lea    0x1(%rbp),%rdx
mov    %edx,%eax
mov    (%r14),%esi
imul   0x10(%rsp,%rax,4),%esi
add    %ecx,%esi
mov    %esi,(%r14)
mov    (%r12),%ecx
mov    %esi,(%r12)
mov    %ebp,%esi
mov    (%r14),%eax
imul   0x10(%rsp,%rsi,4),%eax
add    %ecx,%eax
mov    %eax,(%r14)
add    $0xfffffffffffffffe,%rbp
cmp    $0x1,%rdx
ja     1270 <rational+0x160>
jmp    12c0 <rational+0x1b0>
movl   $0x1,(%r12)
movslq %r15d,%rax
mov    0x10(%rsp,%rax,4),%eax
mov    %eax,(%r14)
mov    (%r12),%ecx
mov    %eax,(%r12)
mov    %ecx,(%r14)
add    $0xb8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
define void @rational(float %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3) {
%5 = alloca float
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32*
%8 = alloca i32*
%9 = alloca [40 x i32]
%10 = alloca i32
%11 = alloca i32
%12 = alloca double
%13 = alloca double
%14 = alloca double
store float %0, float* %5
store i32 %1, i32* %6
store i32* %2, i32** %7
store i32* %3, i32** %8
%15 = load float, float* %5
%16 = fpext float %15 to double
store double %16, double* %14
%17 = load double, double* %14
%18 = load double, double* %14
%19 = call double @llvm.floor.f64(double %18)
%20 = fsub double %17, %19
store double %20, double* %12
%21 = load double, double* %12
%22 = fcmp oeq double %21, 0.000000e+00
br i1 %22, label %23, label %29
23: ; preds = %4
%24 = load double, double* %14
%25 = call double @llvm.floor.f64(double %24)
%26 = fptosi double %25 to i32
%27 = load i32*, i32** %7
store i32 %26, i32* %27
%28 = load i32*, i32** %8
store i32 1, i32* %28
br label %96
29: ; preds = %4
%30 = load double, double* %14
%31 = call double @llvm.floor.f64(double %30)
%32 = fptosi double %31 to i32
%33 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %9, i64 0, i64 0
store i32 %32, i32* %33
store i32 1, i32* %10
br label %34
34: ; preds = %54, %29
%35 = load i32, i32* %10
%36 = load i32, i32* %6
%37 = icmp sle i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %57
38: ; preds = %34
%39 = load double, double* %12
%40 = fdiv double 1.000000e+00, %39
store double %40, double* %13
%41 = load double, double* %13
%42 = call double @llvm.floor.f64(double %41)
%43 = fptosi double %42 to i32
%44 = load i32, i32* %10
%45 = sext i32 %44 to i64
%46 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %9, i64 0, i64 %45
store i32 %43, i32* %46
%47 = load double, double* %13
%48 = load i32, i32* %10
%49 = sext i32 %48 to i64
%50 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %9, i64 0, i64 %49
%51 = load i32, i32* %50
%52 = sitofp i32 %51 to double
%53 = fsub double %47, %52
store double %53, double* %12
br label %54
54: ; preds = %38
%55 = load i32, i32* %10
%56 = add nsw i32 %55, 1
store i32 %56, i32* %10
br label %34
57: ; preds = %34
%58 = load i32*, i32** %7
store i32 1, i32* %58
%59 = load i32, i32* %6
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %9, i64 0, i64 %60
%62 = load i32, i32* %61
%63 = load i32*, i32** %8
store i32 %62, i32* %63
%64 = load i32, i32* %6
store i32 %64, i32* %10
br label %65
65: ; preds = %85, %57
%66 = load i32, i32* %10
%67 = icmp sgt i32 %66, 0
br i1 %67, label %68, label %88
68: ; preds = %65
%69 = load i32*, i32** %7
%70 = load i32, i32* %69
store i32 %70, i32* %11
%71 = load i32*, i32** %8
%72 = load i32, i32* %71
%73 = load i32*, i32** %7
store i32 %72, i32* %73
%74 = load i32, i32* %10
%75 = sub nsw i32 %74, 1
%76 = sext i32 %75 to i64
%77 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %9, i64 0, i64 %76
%78 = load i32, i32* %77
%79 = load i32*, i32** %8
%80 = load i32, i32* %79
%81 = mul nsw i32 %78, %80
%82 = load i32, i32* %11
%83 = add nsw i32 %81, %82
%84 = load i32*, i32** %8
store i32 %83, i32* %84
br label %85
85: ; preds = %68
%86 = load i32, i32* %10
%87 = add nsw i32 %86, -1
store i32 %87, i32* %10
br label %65
88: ; preds = %65
%89 = load i32*, i32** %7
%90 = load i32, i32* %89
store i32 %90, i32* %11
%91 = load i32*, i32** %8
%92 = load i32, i32* %91
%93 = load i32*, i32** %7
store i32 %92, i32* %93
%94 = load i32, i32* %11
%95 = load i32*, i32** %8
store i32 %94, i32* %95
br label %96
96: ; preds = %88, %23
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @rational(float %0, i32 %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3) {
%5 = alloca [40 x i32]
%6 = bitcast [40 x i32]* %5 to i8*
%7 = fpext float %0 to double
%8 = tail call double @llvm.floor.f64(double %7)
%9 = fsub double %7, %8
%10 = fcmp oeq double %9, 0.000000e+00
%11 = fptosi double %8 to i32
br i1 %10, label %100, label %12
12: ; preds = %4
%13 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 0
store i32 %11, i32* %13
%14 = icmp slt i32 %1, 1
br i1 %14, label %15, label %19
15: ; preds = %12
store i32 1, i32* %2
%16 = sext i32 %1 to i64
%17 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %16
%18 = load i32, i32* %17
store i32 %18, i32* %3
br label %97
19: ; preds = %12
%20 = zext i32 %1 to i64
%21 = and i64 %20, 1
%22 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %22, label %45, label %23
23: ; preds = %19
%24 = and i64 %20, 4294967294
br label %25
25: ; preds = %25, %23
%26 = phi i64 [ 1, %23 ], [ %42, %25 ]
%27 = phi double [ %9, %23 ], [ %41, %25 ]
%28 = phi i64 [ 0, %23 ], [ %43, %25 ]
%29 = fdiv double 1.000000e+00, %27
%30 = tail call double @llvm.floor.f64(double %29)
%31 = fptosi double %30 to i32
%32 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %26
store i32 %31, i32* %32
%33 = sitofp i32 %31 to double
%34 = fsub double %29, %33
%35 = add nuw nsw i64 %26, 1
%36 = fdiv double 1.000000e+00, %34
%37 = tail call double @llvm.floor.f64(double %36)
%38 = fptosi double %37 to i32
%39 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %35
store i32 %38, i32* %39
%40 = sitofp i32 %38 to double
%41 = fsub double %36, %40
%42 = add nuw nsw i64 %26, 2
%43 = add i64 %28, 2
%44 = icmp eq i64 %43, %24
br i1 %44, label %45, label %25
45: ; preds = %25, %19
%46 = phi i64 [ 1, %19 ], [ %42, %25 ]
%47 = phi double [ %9, %19 ], [ %41, %25 ]
%48 = icmp eq i64 %21, 0
br i1 %48, label %54, label %49
49: ; preds = %45
%50 = fdiv double 1.000000e+00, %47
%51 = tail call double @llvm.floor.f64(double %50)
%52 = fptosi double %51 to i32
%53 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %46
store i32 %52, i32* %53
br label %54
54: ; preds = %45, %49
store i32 1, i32* %2
%55 = sext i32 %1 to i64
%56 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
store i32 %57, i32* %3
%58 = icmp sgt i32 %1, 0
br i1 %58, label %59, label %97
59: ; preds = %54
%60 = zext i32 %1 to i64
%61 = and i64 %60, 1
%62 = icmp eq i64 %61, 0
br i1 %62, label %72, label %63
63: ; preds = %59
%64 = load i32, i32* %2
store i32 %57, i32* %2
%65 = add nsw i64 %60, -1
%66 = and i64 %65, 4294967295
%67 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %66
%68 = load i32, i32* %67
%69 = load i32, i32* %3
%70 = mul nsw i32 %69, %68
%71 = add nsw i32 %70, %64
store i32 %71, i32* %3
br label %72
72: ; preds = %63, %59
%73 = phi i32 [ %57, %59 ], [ %71, %63 ]
%74 = phi i64 [ %60, %59 ], [ %65, %63 ]
%75 = phi i32 [ undef, %59 ], [ %71, %63 ]
%76 = icmp eq i32 %1, 1
br i1 %76, label %97, label %77
77: ; preds = %72, %77
%78 = phi i32 [ %95, %77 ], [ %73, %72 ]
%79 = phi i64 [ %89, %77 ], [ %74, %72 ]
%80 = load i32, i32* %2
store i32 %78, i32* %2
%81 = add nsw i64 %79, -1
%82 = and i64 %81, 4294967295
%83 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %82
%84 = load i32, i32* %83
%85 = load i32, i32* %3
%86 = mul nsw i32 %85, %84
%87 = add nsw i32 %86, %80
store i32 %87, i32* %3
%88 = load i32, i32* %2
store i32 %87, i32* %2
%89 = add nsw i64 %79, -2
%90 = and i64 %89, 4294967295
%91 = getelementptr inbounds [40 x i32], [40 x i32]* %5, i64 0, i64 %90
%92 = load i32, i32* %91
%93 = load i32, i32* %3
%94 = mul nsw i32 %93, %92
%95 = add nsw i32 %94, %88
store i32 %95, i32* %3
%96 = icmp ugt i64 %81, 1
br i1 %96, label %77, label %97
97: ; preds = %72, %77, %15, %54
%98 = phi i32 [ %57, %54 ], [ %18, %15 ], [ %75, %72 ], [ %95, %77 ]
%99 = load i32, i32* %2
br label %100
100: ; preds = %4, %97
%101 = phi i32 [ %98, %97 ], [ %11, %4 ]
%102 = phi i32 [ %99, %97 ], [ 1, %4 ]
store i32 %101, i32* %2
store i32 %102, i32* %3
ret void
}