#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*/ assert(int);
char *key(int sf, int mi, int pad) {
  static char buf[100][21];
  static int p = 0;
  int i, n;
  p = (p + 1) % 100;
  assert(sf >= -128 && sf <= 127);
  if (mi)
    sf += 3;
  buf[p][0] = "FCGDAEB"[(sf + 7001) % 7];
  n = (sf + 7001) / 7 - 1000;
  i = 1;
  while (n > 0) {
    buf[p][i++] = '#';
    n--;
  }
  while (n < 0) {
    buf[p][i++] = 'b';
    n++;
  }
  while (i < pad && i < 20)
    buf[p][i++] = ' ';
  buf[p][i] = 0;
  return buf[p];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<key>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %edx,-0xc(%rbp)
mov    0x374d(%rip),%eax
add    $0x1,%eax
mov    $0x64,%ecx
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,0x373c(%rip)
xor    %eax,%eax
cmpl   $0xffffff80,-0x4(%rbp)
mov    %al,-0x15(%rbp)
jl     1151 <key+0x41>
cmpl   $0x7f,-0x4(%rbp)
setle  %al
mov    %al,-0x15(%rbp)
mov    -0x15(%rbp),%al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%edi
call   1030 <assert@plt>
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
je     1171 <key+0x61>
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x3,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1b59,%eax
mov    $0x7,%ecx
cltd
idiv   %ecx
movslq %edx,%rcx
lea    0xe75(%rip),%rax
mov    (%rax,%rcx,1),%cl
movslq 0x36df(%rip),%rdx
lea    0x2ea4(%rip),%rax
imul   $0x15,%rdx,%rdx
add    %rdx,%rax
mov    %cl,(%rax)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1b59,%eax
mov    $0x7,%ecx
cltd
idiv   %ecx
sub    $0x3e8,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x1,-0x10(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jle    1203 <key+0xf3>
movslq 0x369f(%rip),%rcx
lea    0x2e64(%rip),%rax
imul   $0x15,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x23,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0xffffffff,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    11c4 <key+0xb4>
jmp    1208 <key+0xf8>
cmpl   $0x0,-0x14(%rbp)
jge    1247 <key+0x137>
movslq 0x365b(%rip),%rcx
lea    0x2e20(%rip),%rax
imul   $0x15,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x62,(%rax,%rcx,1)
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    1208 <key+0xf8>
jmp    124c <key+0x13c>
mov    -0x10(%rbp),%ecx
xor    %eax,%eax
cmp    -0xc(%rbp),%ecx
mov    %al,-0x16(%rbp)
jge    1267 <key+0x157>
cmpl   $0x14,-0x10(%rbp)
setl   %al
mov    %al,-0x16(%rbp)
mov    -0x16(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    1277 <key+0x167>
jmp    12a3 <key+0x193>
movslq 0x35f6(%rip),%rcx
lea    0x2dbb(%rip),%rax
imul   $0x15,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
mov    %ecx,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x10(%rbp)
movslq %ecx,%rcx
movb   $0x20,(%rax,%rcx,1)
jmp    124c <key+0x13c>
movslq 0x35ca(%rip),%rcx
lea    0x2d8f(%rip),%rax
imul   $0x15,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
movslq -0x10(%rbp),%rcx
movb   $0x0,(%rax,%rcx,1)
movslq 0x35ad(%rip),%rcx
lea    0x2d72(%rip),%rax
imul   $0x15,%rcx,%rcx
add    %rcx,%rax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<key>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
push   %rax
mov    %edx,%r15d
mov    %esi,%ebp
mov    %edi,%ebx
mov    0x373c(%rip),%eax
mov    %eax,%ecx
add    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   $0x51eb851f,%rcx,%rcx
mov    %rcx,%rdx
shr    $0x3f,%rdx
shr    $0x20,%rcx
sar    $0x5,%ecx
add    %edx,%ecx
imul   $0x64,%ecx,%ecx
neg    %ecx
add    %ecx,%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,0x370d(%rip)
movsbl %bl,%eax
xor    %edi,%edi
cmp    %ebx,%eax
sete   %dil
call   1040 <assert@plt>
lea    0x3(%rbx),%eax
test   %ebp,%ebp
cmove  %ebx,%eax
lea    0x1b59(%rax),%ecx
movslq %ecx,%rcx
imul   $0xffffffff92492493,%rcx,%rcx
shr    $0x20,%rcx
add    %eax,%ecx
add    $0x1b59,%ecx
mov    %ecx,%edx
shr    $0x1f,%edx
sar    $0x2,%ecx
lea    (%rcx,%rdx,1),%ebp
lea    0x0(,%rbp,8),%esi
mov    %ebp,%edi
sub    %esi,%edi
lea    (%rax,%rdi,1),%esi
add    $0x1b59,%esi
movslq %esi,%rsi
lea    0xe5c(%rip),%rdi
mov    (%rsi,%rdi,1),%bl
movslq 0x36a6(%rip),%rsi
lea    (%rsi,%rsi,4),%rdi
lea    (%rsi,%rdi,4),%rsi
lea    0x2e63(%rip),%r14
mov    %bl,(%r14,%rsi,1)
lea    (%rcx,%rdx,1),%ebx
add    $0xfffffc18,%ebx
mov    $0x1,%r12d
cmp    $0x6,%eax
jl     12f3 <key+0x1d3>
mov    %rsi,(%rsp)
lea    (%r14,%rsi,1),%rdi
add    $0x1,%rdi
test   %ebx,%ebx
mov    $0x1,%r13d
cmovle %ebx,%r13d
mov    %ebx,%edx
sub    %r13d,%edx
add    $0x1,%rdx
mov    $0x23,%esi
call   1030 <memset@plt>
sub    %r13d,%ebp
add    $0xfffffc19,%ebp
mov    $0x1,%r12d
cmp    $0x4,%ebp
jae    1241 <key+0x121>
mov    (%rsp),%rsi
jmp    12d5 <key+0x1b5>
mov    %ebp,%eax
and    $0xfffffffc,%eax
lea    -0x4(%rax),%esi
mov    %esi,%edx
shr    $0x2,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%ecx
and    $0x7,%ecx
cmp    $0x1c,%esi
mov    (%rsp),%rsi
jae    126d <key+0x14d>
pxor   %xmm1,%xmm1
movdqa 0xd95(%rip),%xmm0
jmp    129d <key+0x17d>
and    $0xfffffff8,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
movdqa 0xd84(%rip),%xmm0
movdqa 0xd8c(%rip),%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
xchg   %ax,%ax
paddq  %xmm2,%xmm0
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0xfffffff8,%edx
jne    1290 <key+0x170>
test   %ecx,%ecx
je     12bd <key+0x19d>
pcmpeqd %xmm2,%xmm2
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
psubq  %xmm2,%xmm0
psubq  %xmm2,%xmm1
add    $0xffffffff,%ecx
jne    12b0 <key+0x190>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%r12
cmp    %eax,%ebp
je     12ec <key+0x1cc>
sub    %eax,%ebx
add    $0x1,%ebx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%r12
add    $0xffffffff,%ebx
cmp    $0x1,%ebx
jg     12e0 <key+0x1c0>
add    $0xffffffff,%r13d
mov    %r13d,%ebx
add    %rsi,%r14
mov    %r12d,%eax
test   %ebx,%ebx
jns    131a <key+0x1fa>
mov    %r12d,%edi
add    %r14,%rdi
mov    %ebx,%edx
not    %edx
add    $0x1,%rdx
mov    $0x62,%esi
call   1030 <memset@plt>
mov    %r12d,%eax
sub    %ebx,%eax
cmp    %r15d,%eax
jge    1375 <key+0x255>
cmp    $0x13,%eax
ja     1375 <key+0x255>
mov    %eax,%ebp
lea    (%r14,%rbp,1),%rdi
mov    %r12d,%edx
not    %edx
add    %ebx,%edx
add    %r15d,%edx
xor    %eax,%eax
test   %ebx,%ebx
cmovg  %ebx,%eax
sub    %eax,%edx
add    %r12d,%eax
neg    %eax
add    %ebx,%eax
add    $0x13,%eax
cmp    %eax,%edx
cmovae %eax,%edx
add    $0x1,%rdx
mov    $0x20,%esi
call   1030 <memset@plt>
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
lea    0x1(%rbp),%rax
lea    0x1(%rbp),%ecx
cmp    %r15d,%ecx
jge    1375 <key+0x255>
cmp    $0x13,%rbp
mov    %rax,%rbp
jb     1360 <key+0x240>
mov    %eax,%eax
movb   $0x0,(%rax,%r14,1)
mov    %r14,%rax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@key.buf = internal global [100 x [21 x i8]] zeroinitializer
@key.p = internal global i32 0
@.str = [8 x i8] c"FCGDAEB\00"
define i8* @key(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
store i32 %0, i32* %4
store i32 %1, i32* %5
store i32 %2, i32* %6
%9 = load i32, i32* @key.p
%10 = add nsw i32 %9, 1
%11 = srem i32 %10, 100
store i32 %11, i32* @key.p
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp sge i32 %12, -128
br i1 %13, label %14, label %17
14: ; preds = %3
%15 = load i32, i32* %4
%16 = icmp sle i32 %15, 127
br label %17
17: ; preds = %14, %3
%18 = phi i1 [ false, %3 ], [ %16, %14 ]
%19 = zext i1 %18 to i32
%20 = call i32 @assert(i32 %19)
%21 = load i32, i32* %5
%22 = icmp ne i32 %21, 0
br i1 %22, label %23, label %26
23: ; preds = %17
%24 = load i32, i32* %4
%25 = add nsw i32 %24, 3
store i32 %25, i32* %4
br label %26
26: ; preds = %23, %17
%27 = load i32, i32* %4
%28 = add nsw i32 %27, 7001
%29 = srem i32 %28, 7
%30 = sext i32 %29 to i64
%31 = getelementptr inbounds [8 x i8], [8 x i8]* @.str, i64 0, i64 %30
%32 = load i8, i8* %31
%33 = load i32, i32* @key.p
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %34
%36 = getelementptr inbounds [21 x i8], [21 x i8]* %35, i64 0, i64 0
store i8 %32, i8* %36
%37 = load i32, i32* %4
%38 = add nsw i32 %37, 7001
%39 = sdiv i32 %38, 7
%40 = sub nsw i32 %39, 1000
store i32 %40, i32* %8
store i32 1, i32* %7
br label %41
41: ; preds = %44, %26
%42 = load i32, i32* %8
%43 = icmp sgt i32 %42, 0
br i1 %43, label %44, label %54
44: ; preds = %41
%45 = load i32, i32* @key.p
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %46
%48 = load i32, i32* %7
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %7
%50 = sext i32 %48 to i64
%51 = getelementptr inbounds [21 x i8], [21 x i8]* %47, i64 0, i64 %50
store i8 35, i8* %51
%52 = load i32, i32* %8
%53 = add nsw i32 %52, -1
store i32 %53, i32* %8
br label %41
54: ; preds = %41
br label %55
55: ; preds = %58, %54
%56 = load i32, i32* %8
%57 = icmp slt i32 %56, 0
br i1 %57, label %58, label %68
58: ; preds = %55
%59 = load i32, i32* @key.p
%60 = sext i32 %59 to i64
%61 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %60
%62 = load i32, i32* %7
%63 = add nsw i32 %62, 1
store i32 %63, i32* %7
%64 = sext i32 %62 to i64
%65 = getelementptr inbounds [21 x i8], [21 x i8]* %61, i64 0, i64 %64
store i8 98, i8* %65
%66 = load i32, i32* %8
%67 = add nsw i32 %66, 1
store i32 %67, i32* %8
br label %55
68: ; preds = %55
br label %69
69: ; preds = %78, %68
%70 = load i32, i32* %7
%71 = load i32, i32* %6
%72 = icmp slt i32 %70, %71
br i1 %72, label %73, label %76
73: ; preds = %69
%74 = load i32, i32* %7
%75 = icmp slt i32 %74, 20
br label %76
76: ; preds = %73, %69
%77 = phi i1 [ false, %69 ], [ %75, %73 ]
br i1 %77, label %78, label %86
78: ; preds = %76
%79 = load i32, i32* @key.p
%80 = sext i32 %79 to i64
%81 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %80
%82 = load i32, i32* %7
%83 = add nsw i32 %82, 1
store i32 %83, i32* %7
%84 = sext i32 %82 to i64
%85 = getelementptr inbounds [21 x i8], [21 x i8]* %81, i64 0, i64 %84
store i8 32, i8* %85
br label %69
86: ; preds = %76
%87 = load i32, i32* @key.p
%88 = sext i32 %87 to i64
%89 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %88
%90 = load i32, i32* %7
%91 = sext i32 %90 to i64
%92 = getelementptr inbounds [21 x i8], [21 x i8]* %89, i64 0, i64 %91
store i8 0, i8* %92
%93 = load i32, i32* @key.p
%94 = sext i32 %93 to i64
%95 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %94
%96 = getelementptr inbounds [21 x i8], [21 x i8]* %95, i64 0, i64 0
ret i8* %96
}

LLVM IR (-O2):
@key.buf = internal global [100 x [21 x i8]] zeroinitializer
@key.p = internal unnamed_addr global i32 0
@.str = [8 x i8] c"FCGDAEB\00"
define i8* @key(i32 %0, i32 %1, i32 %2) {
%4 = load i32, i32* @key.p
%5 = add nsw i32 %4, 1
%6 = srem i32 %5, 100
store i32 %6, i32* @key.p
%7 = add i32 %0, 128
%8 = icmp ult i32 %7, 256
%9 = zext i1 %8 to i32
%10 = tail call i32 @assert(i32 %9)
%11 = icmp eq i32 %1, 0
%12 = add nsw i32 %0, 3
%13 = select i1 %11, i32 %0, i32 %12
%14 = add nsw i32 %13, 7001
%15 = srem i32 %14, 7
%16 = sext i32 %15 to i64
%17 = getelementptr inbounds [8 x i8], [8 x i8]* @.str, i64 0, i64 %16
%18 = load i8, i8* %17
%19 = load i32, i32* @key.p
%20 = sext i32 %19 to i64
%21 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %20, i64 0
store i8 %18, i8* %21
%22 = sdiv i32 %14, 7
%23 = add nsw i32 %22, -1000
%24 = icmp sgt i32 %13, 5
br i1 %24, label %25, label %79
25: ; preds = %3
%26 = getelementptr [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %20, i64 1
%27 = call i32 @llvm.smin.i32(i32 %23, i32 1)
%28 = sub nsw i32 %23, %27
%29 = zext i32 %28 to i64
%30 = add nuw nsw i64 %29, 1
%31 = add nsw i32 %22, -999
%32 = sub i32 %31, %27
%33 = icmp ult i32 %32, 4
br i1 %33, label %72, label %34
34: ; preds = %25
%35 = and i32 %32, -4
%36 = sub i32 %23, %35
%37 = add i32 %35, -4
%38 = lshr exact i32 %37, 2
%39 = add nuw nsw i32 %38, 1
%40 = and i32 %39, 7
%41 = icmp ult i32 %37, 28
br i1 %41, label %52, label %42
42: ; preds = %34
%43 = and i32 %39, 2147483640
br label %44
44: ; preds = %44, %42
%45 = phi <2 x i64> [ <i64 1, i64 0>, %42 ], [ %48, %44 ]
%46 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %42 ], [ %49, %44 ]
%47 = phi i32 [ 0, %42 ], [ %50, %44 ]
%48 = add <2 x i64> %45, <i64 8, i64 8>
%49 = add <2 x i64> %46, <i64 8, i64 8>
%50 = add i32 %47, 8
%51 = icmp eq i32 %50, %43
br i1 %51, label %52, label %44
52: ; preds = %44, %34
%53 = phi <2 x i64> [ undef, %34 ], [ %48, %44 ]
%54 = phi <2 x i64> [ undef, %34 ], [ %49, %44 ]
%55 = phi <2 x i64> [ <i64 1, i64 0>, %34 ], [ %48, %44 ]
%56 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %34 ], [ %49, %44 ]
%57 = icmp eq i32 %40, 0
br i1 %57, label %66, label %58
58: ; preds = %52, %58
%59 = phi <2 x i64> [ %62, %58 ], [ %55, %52 ]
%60 = phi <2 x i64> [ %63, %58 ], [ %56, %52 ]
%61 = phi i32 [ %64, %58 ], [ 0, %52 ]
%62 = add <2 x i64> %59, <i64 1, i64 1>
%63 = add <2 x i64> %60, <i64 1, i64 1>
%64 = add i32 %61, 1
%65 = icmp eq i32 %64, %40
br i1 %65, label %66, label %58
66: ; preds = %58, %52
%67 = phi <2 x i64> [ %53, %52 ], [ %62, %58 ]
%68 = phi <2 x i64> [ %54, %52 ], [ %63, %58 ]
%69 = add <2 x i64> %68, %67
%70 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %69)
%71 = icmp eq i32 %32, %35
br i1 %71, label %75, label %72
72: ; preds = %25, %66
%73 = phi i64 [ 1, %25 ], [ %70, %66 ]
%74 = phi i32 [ %23, %25 ], [ %36, %66 ]
br label %90
75: ; preds = %90, %66
%76 = phi i64 [ %70, %66 ], [ %93, %90 ]
%77 = add nsw i32 %27, -1
%78 = trunc i64 %76 to i32
br label %79
79: ; preds = %75, %3
%80 = phi i32 [ 1, %3 ], [ %78, %75 ]
%81 = phi i32 [ %23, %3 ], [ %77, %75 ]
%82 = icmp slt i32 %81, 0
br i1 %82, label %83, label %96
83: ; preds = %79
%84 = zext i32 %80 to i64
%85 = getelementptr [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %20, i64 %84
%86 = xor i32 %81, -1
%87 = zext i32 %86 to i64
%88 = add nuw nsw i64 %87, 1
%89 = sub i32 %80, %81
br label %96
90: ; preds = %72, %90
%91 = phi i64 [ %93, %90 ], [ %73, %72 ]
%92 = phi i32 [ %94, %90 ], [ %74, %72 ]
%93 = add nuw nsw i64 %91, 1
%94 = add nsw i32 %92, -1
%95 = icmp sgt i32 %92, 1
br i1 %95, label %90, label %75
96: ; preds = %83, %79
%97 = phi i32 [ %80, %79 ], [ %89, %83 ]
%98 = icmp slt i32 %97, %2
%99 = icmp ult i32 %97, 20
%100 = and i1 %98, %99
br i1 %100, label %101, label %124
101: ; preds = %96
%102 = zext i32 %97 to i64
%103 = getelementptr [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %20, i64 %102
%104 = add i32 %81, %2
%105 = xor i32 %80, -1
%106 = add i32 %104, %105
%107 = call i32 @llvm.smax.i32(i32 %81, i32 0)
%108 = sub i32 %106, %107
%109 = add i32 %81, 19
%110 = add i32 %80, %107
%111 = sub i32 %109, %110
%112 = call i32 @llvm.umin.i32(i32 %108, i32 %111)
%113 = zext i32 %112 to i64
%114 = add nuw nsw i64 %113, 1
br label %115
115: ; preds = %101, %115
%116 = phi i64 [ %102, %101 ], [ %117, %115 ]
%117 = add nuw nsw i64 %116, 1
%118 = trunc i64 %117 to i32
%119 = icmp slt i32 %118, %2
%120 = icmp ult i64 %116, 19
%121 = and i1 %119, %120
br i1 %121, label %115, label %122
122: ; preds = %115
%123 = trunc i64 %117 to i32
br label %124
124: ; preds = %122, %96
%125 = phi i32 [ %97, %96 ], [ %123, %122 ]
%126 = zext i32 %125 to i64
%127 = getelementptr inbounds [100 x [21 x i8]], [100 x [21 x i8]]* @key.buf, i64 0, i64 %20, i64 %126
store i8 0, i8* %127
ret i8* %21
}