#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 sqrt(int);
bool is_prime(int n) {
  static char cache[(0x3ffffff)] = {0};
  int cachen;
  int i, max;
  if ((n & (~3)) == 0) {
    return (n != 1);
  }
  if ((n & 1) == 0) {
    return false;
  }
  cachen = n >> 1;
  if (cachen < (0x3ffffff)) {
    if (cache[cachen] == (2)) {
      return false;
    } else if (cache[cachen] == (1)) {
      return true;
    } else {
      max = sqrt(n) + 1;
      for (i = 3; i < max; i++) {
        if (n % i == 0) {
          cache[cachen] = (2);
          return false;
        }
      }
      cache[cachen] = (1);
      return true;
    }
  }
  max = sqrt(n) + 1;
  for (i = 3; i < max; i++) {
    if (n % i == 0)
      return false;
  }
  return true;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<is_prime>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0xfffffffc,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    113e <is_prime+0x2e>
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
setne  %al
and    $0x1,%al
movzbl %al,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    1288 <is_prime+0x178>
mov    -0x8(%rbp),%eax
and    $0x1,%eax
cmp    $0x0,%eax
jne    1159 <is_prime+0x49>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1288 <is_prime+0x178>
mov    -0x8(%rbp),%eax
sar    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
cmpl   $0x3ffffff,-0xc(%rbp)
jge    1231 <is_prime+0x121>
movslq -0xc(%rbp),%rcx
lea    0x2ec6(%rip),%rax
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x2,%eax
jne    1193 <is_prime+0x83>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1288 <is_prime+0x178>
movslq -0xc(%rbp),%rcx
lea    0x2ea2(%rip),%rax
movsbl (%rax,%rcx,1),%eax
cmp    $0x1,%eax
jne    11b7 <is_prime+0xa7>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1288 <is_prime+0x178>
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1030 <sqrt@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x3,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1216 <is_prime+0x106>
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
cmp    $0x0,%edx
jne    1203 <is_prime+0xf3>
movslq -0xc(%rbp),%rcx
lea    0x2e4d(%rip),%rax
movb   $0x2,(%rax,%rcx,1)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1288 <is_prime+0x178>
jmp    1208 <is_prime+0xf8>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    11cc <is_prime+0xbc>
movslq -0xc(%rbp),%rcx
lea    0x2e1f(%rip),%rax
movb   $0x1,(%rax,%rcx,1)
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
jmp    1288 <is_prime+0x178>
mov    -0x8(%rbp),%edi
call   1030 <sqrt@plt>
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
movl   $0x3,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1281 <is_prime+0x171>
mov    -0x8(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x10(%rbp)
cmp    $0x0,%edx
jne    126e <is_prime+0x15e>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    1288 <is_prime+0x178>
jmp    1273 <is_prime+0x163>
mov    -0x10(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x10(%rbp)
jmp    1246 <is_prime+0x136>
movl   $0x1,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<is_prime>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %rbx
push   %rax
mov    %edi,%ebp
xor    %ebx,%ebx
cmp    $0x3,%edi
ja     112b <is_prime+0x1b>
cmp    $0x1,%ebp
setne  %bl
jmp    11d0 <is_prime+0xc0>
test   $0x1,%bpl
je     11d0 <is_prime+0xc0>
cmp    $0x7fffffd,%ebp
jg     1197 <is_prime+0x87>
mov    %ebp,%eax
sar    %eax
movslq %eax,%r14
lea    0x2ef5(%rip),%r15
mov    (%r14,%r15,1),%al
cmp    $0x2,%al
je     11d0 <is_prime+0xc0>
cmp    $0x1,%al
je     11cb <is_prime+0xbb>
mov    %ebp,%edi
call   1030 <sqrt@plt>
cmp    $0x3,%eax
jl     118b <is_prime+0x7b>
mov    %eax,%ecx
neg    %ecx
mov    $0x3,%esi
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %esi
test   %edx,%edx
je     11dd <is_prime+0xcd>
lea    (%rcx,%rsi,1),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %esi,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%esi
cmp    $0x1,%eax
jne    1170 <is_prime+0x60>
movb   $0x1,(%r14,%r15,1)
mov    $0x1,%ebx
jmp    11d0 <is_prime+0xc0>
mov    %ebp,%edi
call   1030 <sqrt@plt>
cmp    $0x3,%eax
jl     11cb <is_prime+0xbb>
mov    %eax,%ecx
neg    %ecx
mov    $0x3,%esi
nopl   0x0(%rax)
mov    %ebp,%eax
cltd
idiv   %esi
test   %edx,%edx
je     11d0 <is_prime+0xc0>
lea    (%rcx,%rsi,1),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %esi,%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,%esi
cmp    $0x1,%eax
jne    11b0 <is_prime+0xa0>
mov    $0x1,%ebx
mov    %ebx,%eax
add    $0x8,%rsp
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
movb   $0x2,(%r14,%r15,1)
jmp    11d0 <is_prime+0xc0>

LLVM IR (-O0):
@is_prime.cache = internal global [67108863 x i8] zeroinitializer
define i32 @is_prime(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i32
%6 = alloca i32
store i32 %0, i32* %3
%7 = load i32, i32* %3
%8 = and i32 %7, -4
%9 = icmp eq i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %14
10: ; preds = %1
%11 = load i32, i32* %3
%12 = icmp ne i32 %11, 1
%13 = zext i1 %12 to i32
store i32 %13, i32* %2
br label %84
14: ; preds = %1
%15 = load i32, i32* %3
%16 = and i32 %15, 1
%17 = icmp eq i32 %16, 0
br i1 %17, label %18, label %19
18: ; preds = %14
store i32 0, i32* %2
br label %84
19: ; preds = %14
%20 = load i32, i32* %3
%21 = ashr i32 %20, 1
store i32 %21, i32* %4
%22 = load i32, i32* %4
%23 = icmp slt i32 %22, 67108863
br i1 %23, label %24, label %65
24: ; preds = %19
%25 = load i32, i32* %4
%26 = sext i32 %25 to i64
%27 = getelementptr inbounds [67108863 x i8], [67108863 x i8]* @is_prime.cache, i64 0, i64 %26
%28 = load i8, i8* %27
%29 = sext i8 %28 to i32
%30 = icmp eq i32 %29, 2
br i1 %30, label %31, label %32
31: ; preds = %24
store i32 0, i32* %2
br label %84
32: ; preds = %24
%33 = load i32, i32* %4
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds [67108863 x i8], [67108863 x i8]* @is_prime.cache, i64 0, i64 %34
%36 = load i8, i8* %35
%37 = sext i8 %36 to i32
%38 = icmp eq i32 %37, 1
br i1 %38, label %39, label %40
39: ; preds = %32
store i32 1, i32* %2
br label %84
40: ; preds = %32
%41 = load i32, i32* %3
%42 = call i32 @sqrt(i32 %41)
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %6
store i32 3, i32* %5
br label %44
44: ; preds = %58, %40
%45 = load i32, i32* %5
%46 = load i32, i32* %6
%47 = icmp slt i32 %45, %46
br i1 %47, label %48, label %61
48: ; preds = %44
%49 = load i32, i32* %3
%50 = load i32, i32* %5
%51 = srem i32 %49, %50
%52 = icmp eq i32 %51, 0
br i1 %52, label %53, label %57
53: ; preds = %48
%54 = load i32, i32* %4
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds [67108863 x i8], [67108863 x i8]* @is_prime.cache, i64 0, i64 %55
store i8 2, i8* %56
store i32 0, i32* %2
br label %84
57: ; preds = %48
br label %58
58: ; preds = %57
%59 = load i32, i32* %5
%60 = add nsw i32 %59, 1
store i32 %60, i32* %5
br label %44
61: ; preds = %44
%62 = load i32, i32* %4
%63 = sext i32 %62 to i64
%64 = getelementptr inbounds [67108863 x i8], [67108863 x i8]* @is_prime.cache, i64 0, i64 %63
store i8 1, i8* %64
store i32 1, i32* %2
br label %84
65: ; preds = %19
%66 = load i32, i32* %3
%67 = call i32 @sqrt(i32 %66)
%68 = add nsw i32 %67, 1
store i32 %68, i32* %6
store i32 3, i32* %5
br label %69
69: ; preds = %80, %65
%70 = load i32, i32* %5
%71 = load i32, i32* %6
%72 = icmp slt i32 %70, %71
br i1 %72, label %73, label %83
73: ; preds = %69
%74 = load i32, i32* %3
%75 = load i32, i32* %5
%76 = srem i32 %74, %75
%77 = icmp eq i32 %76, 0
br i1 %77, label %78, label %79
78: ; preds = %73
store i32 0, i32* %2
br label %84
79: ; preds = %73
br label %80
80: ; preds = %79
%81 = load i32, i32* %5
%82 = add nsw i32 %81, 1
store i32 %82, i32* %5
br label %69
83: ; preds = %69
store i32 1, i32* %2
br label %84
84: ; preds = %83, %78, %61, %53, %39, %31, %18, %10
%85 = load i32, i32* %2
ret i32 %85
}

LLVM IR (-O2):
@is_prime.cache = internal unnamed_addr global [67108863 x i8] zeroinitializer
define i32 @is_prime(i32 %0) {
%2 = icmp ult i32 %0, 4
br i1 %2, label %3, label %6
3: ; preds = %1
%4 = icmp ne i32 %0, 1
%5 = zext i1 %4 to i32
br label %39
6: ; preds = %1
%7 = and i32 %0, 1
%8 = icmp eq i32 %7, 0
br i1 %8, label %39, label %9
9: ; preds = %6
%10 = icmp slt i32 %0, 134217726
br i1 %10, label %11, label %29
11: ; preds = %9
%12 = ashr i32 %0, 1
%13 = sext i32 %12 to i64
%14 = getelementptr inbounds [67108863 x i8], [67108863 x i8]* @is_prime.cache, i64 0, i64 %13
%15 = load i8, i8* %14
switch i8 %15, label %17 [
i8 2, label %39
i8 1, label %16
]
16: ; preds = %11
br label %39
17: ; preds = %11
%18 = tail call i32 @sqrt(i32 %0)
%19 = icmp slt i32 %18, 3
br i1 %19, label %28, label %23
20: ; preds = %23
%21 = add nuw i32 %24, 1
%22 = icmp eq i32 %24, %18
br i1 %22, label %28, label %23
23: ; preds = %17, %20
%24 = phi i32 [ %21, %20 ], [ 3, %17 ]
%25 = srem i32 %0, %24
%26 = icmp eq i32 %25, 0
br i1 %26, label %27, label %20
27: ; preds = %23
store i8 2, i8* %14
br label %39
28: ; preds = %20, %17
store i8 1, i8* %14
br label %39
29: ; preds = %9
%30 = tail call i32 @sqrt(i32 %0)
%31 = icmp slt i32 %30, 3
br i1 %31, label %39, label %35
32: ; preds = %35
%33 = add nuw i32 %36, 1
%34 = icmp eq i32 %36, %30
br i1 %34, label %39, label %35
35: ; preds = %29, %32
%36 = phi i32 [ %33, %32 ], [ 3, %29 ]
%37 = srem i32 %0, %36
%38 = icmp eq i32 %37, 0
br i1 %38, label %39, label %32
39: ; preds = %35, %32, %29, %11, %6, %28, %27, %16, %3
%40 = phi i32 [ %5, %3 ], [ 1, %16 ], [ 0, %27 ], [ 1, %28 ], [ 0, %6 ], [ 0, %11 ], [ 1, %29 ], [ 0, %35 ], [ 1, %32 ]
ret i32 %40
}