#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*/ printf(char *, int, int, int);
int main(int argc, char **argv) {
  int n, a, r, i;
  for (n = 2; n < 1000; n += 2) {
    for (a = 2; a < n; a++) {
      r = 1;
      for (i = 1; i < n; i++) {
        r = (r * a) % n;
      }
      if (r == 1) {
        printf("r:%d a:%d n:%d\n", r, a, n);
        return 0;
      }
    }
  }
  return 0;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x20,%rsp
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    %edi,-0x8(%rbp)
mov    %rsi,-0x10(%rbp)
movl   $0x2,-0x14(%rbp)
cmpl   $0x3e8,-0x14(%rbp)
jge    11d4 <main+0xc4>
movl   $0x2,-0x18(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    11c1 <main+0xb1>
movl   $0x1,-0x1c(%rbp)
movl   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
cmp    -0x14(%rbp),%eax
jge    1183 <main+0x73>
mov    -0x1c(%rbp),%eax
imul   -0x18(%rbp),%eax
cltd
idivl  -0x14(%rbp)
mov    %edx,-0x1c(%rbp)
mov    -0x20(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
jmp    115b <main+0x4b>
cmpl   $0x1,-0x1c(%rbp)
jne    11ae <main+0x9e>
mov    -0x1c(%rbp),%esi
mov    -0x18(%rbp),%edx
mov    -0x14(%rbp),%ecx
lea    0xe63(%rip),%rdi
call   1030 <printf@plt>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11db <main+0xcb>
jmp    11b3 <main+0xa3>
mov    -0x18(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x18(%rbp)
jmp    1141 <main+0x31>
jmp    11c6 <main+0xb6>
mov    -0x14(%rbp),%eax
add    $0x2,%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
jmp    112d <main+0x1d>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x20,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
mov    $0x2,%ecx
xor    %r9d,%r9d
xor    %edi,%edi
jmp    1138 <main+0x28>
nopl   0x0(%rax)
lea    0x2(%rcx),%eax
add    $0x1,%edi
add    $0x2,%r9d
cmp    $0x3e6,%ecx
mov    %eax,%ecx
jae    11ea <main+0xda>
cmp    $0x3,%ecx
jb     1120 <main+0x10>
mov    %edi,%eax
and    $0x1,%eax
lea    (%rax,%rax,1),%r11d
add    $0x1,%r11d
mov    %r9d,%r10d
and    $0xfffffffc,%r10d
mov    $0x2,%r8d
nopw   0x0(%rax,%rax,1)
mov    $0x1,%edx
cmp    $0x2,%edi
jb     11a9 <main+0x99>
mov    $0x1,%edx
mov    %r10d,%esi
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
imul   %r8d,%edx
mov    %edx,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %r8d,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %r8d,%eax
cltd
idiv   %ecx
mov    %edx,%eax
imul   %r8d,%eax
cltd
idiv   %ecx
add    $0xfffffffc,%esi
jne    1180 <main+0x70>
mov    %r11d,%esi
nopl   0x0(%rax)
imul   %r8d,%edx
mov    %edx,%eax
cltd
idiv   %ecx
add    $0xffffffff,%esi
jne    11b0 <main+0xa0>
cmp    $0x1,%edx
je     11d1 <main+0xc1>
add    $0x1,%r8d
cmp    %ecx,%r8d
jne    1160 <main+0x50>
jmp    1120 <main+0x10>
push   %rax
lea    0xe27(%rip),%rdi
mov    $0x1,%esi
mov    %r8d,%edx
call   1030 <printf@plt>
add    $0x8,%rsp
xor    %eax,%eax
ret

LLVM IR (-O0):
@.str = [16 x i8] c"r:%d a:%d n:%d\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** %1) {
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca i8**
%6 = alloca i32
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 0, i32* %3
store i32 %0, i32* %4
store i8** %1, i8*** %5
store i32 2, i32* %6
br label %10
10: ; preds = %45, %2
%11 = load i32, i32* %6
%12 = icmp slt i32 %11, 1000
br i1 %12, label %13, label %48
13: ; preds = %10
store i32 2, i32* %7
br label %14
14: ; preds = %41, %13
%15 = load i32, i32* %7
%16 = load i32, i32* %6
%17 = icmp slt i32 %15, %16
br i1 %17, label %18, label %44
18: ; preds = %14
store i32 1, i32* %8
store i32 1, i32* %9
br label %19
19: ; preds = %29, %18
%20 = load i32, i32* %9
%21 = load i32, i32* %6
%22 = icmp slt i32 %20, %21
br i1 %22, label %23, label %32
23: ; preds = %19
%24 = load i32, i32* %8
%25 = load i32, i32* %7
%26 = mul nsw i32 %24, %25
%27 = load i32, i32* %6
%28 = srem i32 %26, %27
store i32 %28, i32* %8
br label %29
29: ; preds = %23
%30 = load i32, i32* %9
%31 = add nsw i32 %30, 1
store i32 %31, i32* %9
br label %19
32: ; preds = %19
%33 = load i32, i32* %8
%34 = icmp eq i32 %33, 1
br i1 %34, label %35, label %40
35: ; preds = %32
%36 = load i32, i32* %8
%37 = load i32, i32* %7
%38 = load i32, i32* %6
%39 = call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %36, i32 %37, i32 %38)
store i32 0, i32* %3
br label %49
40: ; preds = %32
br label %41
41: ; preds = %40
%42 = load i32, i32* %7
%43 = add nsw i32 %42, 1
store i32 %43, i32* %7
br label %14
44: ; preds = %14
br label %45
45: ; preds = %44
%46 = load i32, i32* %6
%47 = add nsw i32 %46, 2
store i32 %47, i32* %6
br label %10
48: ; preds = %10
store i32 0, i32* %3
br label %49
49: ; preds = %48, %35
%50 = load i32, i32* %3
ret i32 %50
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [16 x i8] c"r:%d a:%d n:%d\0A\00"
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture readnone %1) {
br label %3
3: ; preds = %2, %45
%4 = phi i32 [ 0, %2 ], [ %48, %45 ]
%5 = phi i32 [ 2, %2 ], [ %46, %45 ]
%6 = shl nuw nsw i32 %4, 1
%7 = icmp ugt i32 %5, 2
br i1 %7, label %8, label %45
8: ; preds = %3
%9 = and i32 %6, 2
%10 = or i32 %9, 1
%11 = icmp ult i32 %4, 2
%12 = and i32 %6, -4
br label %13
13: ; preds = %8, %42
%14 = phi i32 [ %43, %42 ], [ 2, %8 ]
br i1 %11, label %28, label %15
15: ; preds = %13, %15
%16 = phi i32 [ %25, %15 ], [ 1, %13 ]
%17 = phi i32 [ %26, %15 ], [ 0, %13 ]
%18 = mul nsw i32 %16, %14
%19 = srem i32 %18, %5
%20 = mul nsw i32 %19, %14
%21 = srem i32 %20, %5
%22 = mul nsw i32 %21, %14
%23 = srem i32 %22, %5
%24 = mul nsw i32 %23, %14
%25 = srem i32 %24, %5
%26 = add i32 %17, 4
%27 = icmp eq i32 %26, %12
br i1 %27, label %28, label %15
28: ; preds = %13, %15
%29 = phi i32 [ undef, %13 ], [ %25, %15 ]
%30 = phi i32 [ 1, %13 ], [ %25, %15 ]
br label %31
31: ; preds = %31, %28
%32 = phi i32 [ %30, %28 ], [ %35, %31 ]
%33 = phi i32 [ 0, %28 ], [ %36, %31 ]
%34 = mul nsw i32 %32, %14
%35 = srem i32 %34, %5
%36 = add i32 %33, 1
%37 = icmp eq i32 %36, %10
br i1 %37, label %38, label %31
38: ; preds = %31
%39 = icmp eq i32 %35, 1
br i1 %39, label %40, label %42
40: ; preds = %38
%41 = tail call i32 @printf(i8* getelementptr inbounds ([16 x i8], [16 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 1, i32 %14, i32 %5)
br label %49
42: ; preds = %38
%43 = add nuw nsw i32 %14, 1
%44 = icmp eq i32 %43, %5
br i1 %44, label %45, label %13
45: ; preds = %42, %3
%46 = add nuw nsw i32 %5, 2
%47 = icmp ult i32 %5, 998
%48 = add i32 %4, 1
br i1 %47, label %3, label %49
49: ; preds = %45, %40
ret i32 0
}