int nth_prime(int n) {
  int primes[n];
  int size = 2;
  if (n <= 0) {
    return -1;
  } else if (n == 1) {
    return 2;
  } else if (n == 2) {
    return 3;
  }
  primes[0] = 2;
  primes[1] = 3;
  int p = 3;
  int list_iter = 0;
  int isPrime = 0;
  while (size != n) {
    p += 2;
    isPrime = 1;
    for (list_iter = 0; list_iter < size; list_iter++) {
      if (p % primes[list_iter] == 0) {
        isPrime = 0;
        break;
      }
    }
    if (isPrime) {
      primes[size] = p;
      size++;
    }
  }
  return primes[size - 1];
}


x86 assembly (clang, -O0):
<nth_prime>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    -0x8(%rbp),%eax
mov    %rsp,%rcx
mov    %rcx,-0x10(%rbp)
lea    0xf(,%rax,4),%rdx
and    $0xfffffffffffffff0,%rdx
mov    %rsp,%rcx
sub    %rdx,%rcx
mov    %rcx,-0x38(%rbp)
mov    %rcx,%rsp
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movl   $0x2,-0x1c(%rbp)
cmpl   $0x0,-0x8(%rbp)
jg     1156 <nth_prime+0x56>
movl   $0xffffffff,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
jmp    1266 <nth_prime+0x166>
cmpl   $0x1,-0x8(%rbp)
jne    1173 <nth_prime+0x73>
movl   $0x2,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
jmp    1266 <nth_prime+0x166>
cmpl   $0x2,-0x8(%rbp)
jne    1190 <nth_prime+0x90>
movl   $0x3,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
jmp    1266 <nth_prime+0x166>
jmp    1195 <nth_prime+0x95>
jmp    119a <nth_prime+0x9a>
mov    -0x38(%rbp),%rax
movl   $0x2,(%rax)
movl   $0x3,0x4(%rax)
movl   $0x3,-0x24(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
je     124c <nth_prime+0x14c>
mov    -0x24(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x24(%rbp)
movl   $0x1,-0x2c(%rbp)
movl   $0x0,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%eax
cmp    -0x1c(%rbp),%eax
jge    1226 <nth_prime+0x126>
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    -0x24(%rbp),%eax
movslq -0x28(%rbp),%rsi
cltd
idivl  (%rcx,%rsi,4)
cmp    $0x0,%edx
jne    1213 <nth_prime+0x113>
movl   $0x0,-0x2c(%rbp)
jmp    1226 <nth_prime+0x126>
jmp    1218 <nth_prime+0x118>
mov    -0x28(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x28(%rbp)
jmp    11e3 <nth_prime+0xe3>
cmpl   $0x0,-0x2c(%rbp)
je     1247 <nth_prime+0x147>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x24(%rbp),%edx
movslq -0x1c(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x1c(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x1c(%rbp)
jmp    11c0 <nth_prime+0xc0>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %rax,%rsp
mov    -0x4(%rbp),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<nth_prime>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,%eax
mov    %rsp,%r9
lea    0xf(,%rax,4),%rax
and    $0xfffffffffffffff0,%rax
sub    %rax,%r9
mov    %r9,%rsp
test   %edi,%edi
jle    1130 <nth_prime+0x30>
cmp    $0x1,%edi
je     1137 <nth_prime+0x37>
cmp    $0x2,%edi
jne    113e <nth_prime+0x3e>
mov    $0x3,%eax
jmp    119e <nth_prime+0x9e>
mov    $0xffffffff,%eax
jmp    119e <nth_prime+0x9e>
mov    $0x2,%eax
jmp    119e <nth_prime+0x9e>
movabs $0x300000002,%rax
mov    %rax,(%r9)
mov    $0x2,%r8d
mov    $0x3,%r10d
jmp    1170 <nth_prime+0x70>
nopl   0x0(%rax)
movslq %r8d,%rax
mov    %r10d,(%r9,%rax,4)
add    $0x1,%r8d
cmp    %edi,%r8d
je     1197 <nth_prime+0x97>
add    $0x2,%r10d
test   %r8d,%r8d
jle    1160 <nth_prime+0x60>
mov    %r8d,%esi
xor    %ecx,%ecx
xchg   %ax,%ax
mov    %r10d,%eax
cltd
idivl  (%r9,%rcx,4)
test   %edx,%edx
je     116b <nth_prime+0x6b>
add    $0x1,%rcx
cmp    %rcx,%rsi
jne    1180 <nth_prime+0x80>
jmp    1160 <nth_prime+0x60>
add    $0xffffffff,%edi
mov    (%r9,%rdi,4),%eax
mov    %rbp,%rsp
pop    %rbp
ret

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

LLVM IR (-O2):
define i32 @nth_prime(i32 %0) {
%2 = zext i32 %0 to i64
%3 = alloca i32, i64 %2
%4 = icmp slt i32 %0, 1
br i1 %4, label %37, label %5
5: ; preds = %1
switch i32 %0, label %7 [
i32 1, label %37
i32 2, label %6
]
6: ; preds = %5
br label %37
7: ; preds = %5
store i32 2, i32* %3
%8 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 1
store i32 3, i32* %8
br label %9
9: ; preds = %7, %29
%10 = phi i32 [ %12, %29 ], [ 3, %7 ]
%11 = phi i32 [ %30, %29 ], [ 2, %7 ]
%12 = add nuw nsw i32 %10, 2
%13 = icmp sgt i32 %11, 0
br i1 %13, label %14, label %25
14: ; preds = %9
%15 = zext i32 %11 to i64
br label %18
16: ; preds = %18
%17 = icmp eq i64 %24, %15
br i1 %17, label %25, label %18
18: ; preds = %14, %16
%19 = phi i64 [ 0, %14 ], [ %24, %16 ]
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %19
%21 = load i32, i32* %20
%22 = srem i32 %12, %21
%23 = icmp eq i32 %22, 0
%24 = add nuw nsw i64 %19, 1
br i1 %23, label %29, label %16
25: ; preds = %16, %9
%26 = sext i32 %11 to i64
%27 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %26
store i32 %12, i32* %27
%28 = add nsw i32 %11, 1
br label %29
29: ; preds = %18, %25
%30 = phi i32 [ %28, %25 ], [ %11, %18 ]
%31 = icmp eq i32 %30, %0
br i1 %31, label %32, label %9
32: ; preds = %29
%33 = add i32 %0, -1
%34 = zext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %3, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
br label %37
37: ; preds = %5, %1, %32, %6
%38 = phi i32 [ 3, %6 ], [ %36, %32 ], [ -1, %1 ], [ 2, %5 ]
ret i32 %38
}