#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 /*<<< orphan*/ scanf(char *, int *);
void main() {
  int i, k, m, n, num[50], *p;
  printf("Please input the total numbers:");
  scanf("%d", &n);
  p = num;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    *(p + i) = i + 1;
  }
  i = 0;
  k = 0;
  m = 0;
  while (m < n - 1) {
    if (*(p + i) != 0)
      k++;
    if (3 == k) {
      *(p + i) = 0;
      k = 0;
      m++;
    }
    i++;
    if (i == n)
      i = 0;
  }
  while (0 == *p)
    p++;
  printf("%d is left\n", *p);
}


x86 assembly (clang, -O0):
<main>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0xf0,%rsp
lea    0xece(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
lea    0xee0(%rip),%rdi
lea    -0x10(%rbp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
lea    -0xe0(%rbp),%rax
mov    %rax,-0xe8(%rbp)
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jge    118c <main+0x6c>
mov    -0x4(%rbp),%edx
add    $0x1,%edx
mov    -0xe8(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
jmp    115e <main+0x3e>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
movl   $0x0,-0xc(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
mov    -0x10(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
cmp    %ecx,%eax
jge    1221 <main+0x101>
mov    -0xe8(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
cmpl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
je     11d0 <main+0xb0>
mov    -0x8(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x8(%rbp)
mov    $0x3,%eax
cmp    -0x8(%rbp),%eax
jne    1200 <main+0xe0>
mov    -0xe8(%rbp),%rax
movslq -0x4(%rbp),%rcx
movl   $0x0,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x8(%rbp)
mov    -0xc(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0xc(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x4(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%eax
cmp    -0x10(%rbp),%eax
jne    121c <main+0xfc>
movl   $0x0,-0x4(%rbp)
jmp    11a1 <main+0x81>
jmp    1226 <main+0x106>
mov    -0xe8(%rbp),%rcx
xor    %eax,%eax
cmp    (%rcx),%eax
jne    124e <main+0x12e>
mov    -0xe8(%rbp),%rax
add    $0x4,%rax
mov    %rax,-0xe8(%rbp)
jmp    1226 <main+0x106>
mov    -0xe8(%rbp),%rax
mov    (%rax),%esi
lea    0xdc5(%rip),%rdi
mov    $0x0,%al
call   1030 <printf@plt>
add    $0xf0,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<main>:
sub    $0xd8,%rsp
lea    0xf42(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
lea    0xf54(%rip),%rdi
lea    0xc(%rsp),%rsi
call   1040 <scanf@plt>
mov    0xc(%rsp),%r9d
test   %r9d,%r9d
jle    129d <main+0x17d>
cmp    $0x8,%r9d
jae    1161 <main+0x41>
xor    %ecx,%ecx
jmp    1240 <main+0x120>
mov    %r9d,%ecx
and    $0xfffffff8,%ecx
lea    -0x8(%rcx),%rax
mov    %rax,%rdx
shr    $0x3,%rdx
add    $0x1,%rdx
test   %rax,%rax
je     12d0 <main+0x1b0>
mov    %rdx,%rdi
and    $0xfffffffffffffffe,%rdi
movaps 0xe83(%rip),%xmm1
movaps 0xe8c(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
pcmpeqd %xmm8,%xmm8
movdqa 0xe8c(%rip),%xmm9
movdqa 0xe94(%rip),%xmm4
movdqa 0xe9c(%rip),%xmm5
movdqa 0xea4(%rip),%xmm6
nopl   0x0(%rax)
movaps %xmm0,%xmm7
shufps $0x88,%xmm1,%xmm7
movaps %xmm7,%xmm2
psubd  %xmm8,%xmm2
movaps %xmm7,%xmm3
paddd  %xmm9,%xmm3
movdqa %xmm2,0x10(%rsp,%rsi,4)
movdqa %xmm3,0x20(%rsp,%rsi,4)
movaps %xmm7,%xmm2
paddd  %xmm4,%xmm2
paddd  %xmm5,%xmm7
movdqa %xmm2,0x30(%rsp,%rsi,4)
movdqa %xmm7,0x40(%rsp,%rsi,4)
add    $0x10,%rsi
paddq  %xmm6,%xmm0
paddq  %xmm6,%xmm1
add    $0xfffffffffffffffe,%rdi
jne    11c0 <main+0xa0>
shufps $0x88,%xmm1,%xmm0
test   $0x1,%dl
je     1234 <main+0x114>
pcmpeqd %xmm1,%xmm1
movaps %xmm0,%xmm2
psubd  %xmm1,%xmm2
paddd  0xe08(%rip),%xmm0
movdqa %xmm2,0x10(%rsp,%rsi,4)
movdqa %xmm0,0x20(%rsp,%rsi,4)
cmp    %r9,%rcx
je     1250 <main+0x130>
nopl   0x0(%rax)
lea    0x1(%rcx),%rax
mov    %eax,0x10(%rsp,%rcx,4)
mov    %rax,%rcx
cmp    %rax,%r9
jne    1240 <main+0x120>
cmp    $0x2,%r9d
jl     129d <main+0x17d>
lea    -0x1(%r9),%ecx
xor    %r8d,%r8d
xor    %esi,%esi
xor    %edx,%edx
xor    %edi,%edi
jmp    127e <main+0x15e>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
add    $0x1,%edi
cmp    %r9d,%edi
cmove  %r8d,%edi
cmp    %ecx,%esi
jge    129d <main+0x17d>
movslq %edi,%rax
cmpl   $0x1,0x10(%rsp,%rax,4)
sbb    $0xffffffff,%edx
cmp    $0x3,%edx
jne    1270 <main+0x150>
movl   $0x0,0x10(%rsp,%rax,4)
add    $0x1,%esi
xor    %edx,%edx
jmp    1270 <main+0x150>
lea    0x10(%rsp),%rax
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   0x0(%rax)
mov    (%rax),%esi
add    $0x4,%rax
test   %esi,%esi
je     12b0 <main+0x190>
lea    0xdd2(%rip),%rdi
xor    %eax,%eax
call   1030 <printf@plt>
add    $0xd8,%rsp
ret
movaps 0xd29(%rip),%xmm0
xor    %esi,%esi
test   $0x1,%dl
jne    1215 <main+0xf5>
jmp    1234 <main+0x114>

LLVM IR (-O0):
@.str = [32 x i8] c"Please input the total numbers:\00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [12 x i8] c"%d is left\0A\00"
define void @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32
%4 = alloca i32
%5 = alloca [50 x i32]
%6 = alloca i32*
%7 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([32 x i8], [32 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%8 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %4)
%9 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %5, i64 0, i64 0
store i32* %9, i32** %6
store i32 0, i32* %1
br label %10
10: ; preds = %21, %0
%11 = load i32, i32* %1
%12 = load i32, i32* %4
%13 = icmp slt i32 %11, %12
br i1 %13, label %14, label %24
14: ; preds = %10
%15 = load i32, i32* %1
%16 = add nsw i32 %15, 1
%17 = load i32*, i32** %6
%18 = load i32, i32* %1
%19 = sext i32 %18 to i64
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %17, i64 %19
store i32 %16, i32* %20
br label %21
21: ; preds = %14
%22 = load i32, i32* %1
%23 = add nsw i32 %22, 1
store i32 %23, i32* %1
br label %10
24: ; preds = %10
store i32 0, i32* %1
store i32 0, i32* %2
store i32 0, i32* %3
br label %25
25: ; preds = %57, %24
%26 = load i32, i32* %3
%27 = load i32, i32* %4
%28 = sub nsw i32 %27, 1
%29 = icmp slt i32 %26, %28
br i1 %29, label %30, label %58
30: ; preds = %25
%31 = load i32*, i32** %6
%32 = load i32, i32* %1
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds i32, i32* %31, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = icmp ne i32 %35, 0
br i1 %36, label %37, label %40
37: ; preds = %30
%38 = load i32, i32* %2
%39 = add nsw i32 %38, 1
store i32 %39, i32* %2
br label %40
40: ; preds = %37, %30
%41 = load i32, i32* %2
%42 = icmp eq i32 3, %41
br i1 %42, label %43, label %50
43: ; preds = %40
%44 = load i32*, i32** %6
%45 = load i32, i32* %1
%46 = sext i32 %45 to i64
%47 = getelementptr inbounds i32, i32* %44, i64 %46
store i32 0, i32* %47
store i32 0, i32* %2
%48 = load i32, i32* %3
%49 = add nsw i32 %48, 1
store i32 %49, i32* %3
br label %50
50: ; preds = %43, %40
%51 = load i32, i32* %1
%52 = add nsw i32 %51, 1
store i32 %52, i32* %1
%53 = load i32, i32* %1
%54 = load i32, i32* %4
%55 = icmp eq i32 %53, %54
br i1 %55, label %56, label %57
56: ; preds = %50
store i32 0, i32* %1
br label %57
57: ; preds = %56, %50
br label %25
58: ; preds = %25
br label %59
59: ; preds = %63, %58
%60 = load i32*, i32** %6
%61 = load i32, i32* %60
%62 = icmp eq i32 0, %61
br i1 %62, label %63, label %66
63: ; preds = %59
%64 = load i32*, i32** %6
%65 = getelementptr inbounds i32, i32* %64, i32 1
store i32* %65, i32** %6
br label %59
66: ; preds = %59
%67 = load i32*, i32** %6
%68 = load i32, i32* %67
%69 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %68)
ret void
}

LLVM IR (-O2):
@.str = [32 x i8] c"Please input the total numbers:\00"
@.str.1 = [3 x i8] c"%d\00"
@.str.2 = [12 x i8] c"%d is left\0A\00"
define void @main() {
%1 = alloca i32
%2 = alloca [50 x i32]
%3 = bitcast i32* %1 to i8*
%4 = bitcast [50 x i32]* %2 to i8*
%5 = tail call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([32 x i8], [32 x i8]* @.str, i64 0, i64 0))
%6 = call i32 @scanf(i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i64 0, i64 0), i32* %1)
%7 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %2, i64 0, i64 0
%8 = load i32, i32* %1
%9 = icmp sgt i32 %8, 0
br i1 %9, label %10, label %94
10: ; preds = %0
%11 = zext i32 %8 to i64
%12 = icmp ult i32 %8, 8
br i1 %12, label %63, label %13
13: ; preds = %10
%14 = and i64 %11, 4294967288
%15 = add nsw i64 %14, -8
%16 = lshr exact i64 %15, 3
%17 = add nuw nsw i64 %16, 1
%18 = and i64 %17, 1
%19 = icmp eq i64 %15, 0
br i1 %19, label %50, label %20
20: ; preds = %13
%21 = and i64 %17, 4611686018427387902
br label %22
22: ; preds = %22, %20
%23 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %44, %22 ]
%24 = phi <4 x i64> [ <i64 0, i64 1, i64 2, i64 3>, %20 ], [ %45, %22 ]
%25 = phi i64 [ 0, %20 ], [ %46, %22 ]
%26 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %2, i64 0, i64 %23
%27 = trunc <4 x i64> %24 to <4 x i32>
%28 = add <4 x i32> %27, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%29 = trunc <4 x i64> %24 to <4 x i32>
%30 = add <4 x i32> %29, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%31 = bitcast i32* %26 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %28, <4 x i32>* %31
%32 = getelementptr inbounds i32, i32* %26, i64 4
%33 = bitcast i32* %32 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %30, <4 x i32>* %33
%34 = or i64 %23, 8
%35 = add <4 x i64> %24, <i64 8, i64 8, i64 8, i64 8>
%36 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %2, i64 0, i64 %34
%37 = trunc <4 x i64> %35 to <4 x i32>
%38 = add <4 x i32> %37, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%39 = trunc <4 x i64> %35 to <4 x i32>
%40 = add <4 x i32> %39, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%41 = bitcast i32* %36 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %38, <4 x i32>* %41
%42 = getelementptr inbounds i32, i32* %36, i64 4
%43 = bitcast i32* %42 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %40, <4 x i32>* %43
%44 = add nuw i64 %23, 16
%45 = add <4 x i64> %24, <i64 16, i64 16, i64 16, i64 16>
%46 = add i64 %25, 2
%47 = icmp eq i64 %46, %21
br i1 %47, label %48, label %22
48: ; preds = %22
%49 = trunc <4 x i64> %45 to <4 x i32>
br label %50
50: ; preds = %48, %13
%51 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %44, %48 ]
%52 = phi <4 x i32> [ <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>, %13 ], [ %49, %48 ]
%53 = icmp eq i64 %18, 0
br i1 %53, label %61, label %54
54: ; preds = %50
%55 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %2, i64 0, i64 %51
%56 = add <4 x i32> %52, <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>
%57 = add <4 x i32> %52, <i32 5, i32 5, i32 5, i32 5>
%58 = bitcast i32* %55 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %56, <4 x i32>* %58
%59 = getelementptr inbounds i32, i32* %55, i64 4
%60 = bitcast i32* %59 to <4 x i32>*
store <4 x i32> %57, <4 x i32>* %60
br label %61
61: ; preds = %50, %54
%62 = icmp eq i64 %14, %11
br i1 %62, label %65, label %63
63: ; preds = %10, %61
%64 = phi i64 [ 0, %10 ], [ %14, %61 ]
br label %68
65: ; preds = %68, %61
%66 = add nsw i32 %8, -1
%67 = icmp sgt i32 %8, 1
br i1 %67, label %74, label %94
68: ; preds = %63, %68
%69 = phi i64 [ %70, %68 ], [ %64, %63 ]
%70 = add nuw nsw i64 %69, 1
%71 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %2, i64 0, i64 %69
%72 = trunc i64 %70 to i32
store i32 %72, i32* %71
%73 = icmp eq i64 %70, %11
br i1 %73, label %65, label %68
74: ; preds = %65, %87
%75 = phi i32 [ %89, %87 ], [ 0, %65 ]
%76 = phi i32 [ %88, %87 ], [ 0, %65 ]
%77 = phi i32 [ %92, %87 ], [ 0, %65 ]
%78 = sext i32 %77 to i64
%79 = getelementptr inbounds [50 x i32], [50 x i32]* %2, i64 0, i64 %78
%80 = load i32, i32* %79
%81 = icmp ne i32 %80, 0
%82 = zext i1 %81 to i32
%83 = add nsw i32 %76, %82
%84 = icmp eq i32 %83, 3
br i1 %84, label %85, label %87
85: ; preds = %74
store i32 0, i32* %79
%86 = add nsw i32 %75, 1
br label %87
87: ; preds = %85, %74
%88 = phi i32 [ 0, %85 ], [ %83, %74 ]
%89 = phi i32 [ %86, %85 ], [ %75, %74 ]
%90 = add nsw i32 %77, 1
%91 = icmp eq i32 %90, %8
%92 = select i1 %91, i32 0, i32 %90
%93 = icmp slt i32 %89, %66
br i1 %93, label %74, label %94
94: ; preds = %87, %0, %65
br label %95
95: ; preds = %94, %95
%96 = phi i32* [ %99, %95 ], [ %7, %94 ]
%97 = load i32, i32* %96
%98 = icmp eq i32 %97, 0
%99 = getelementptr inbounds i32, i32* %96, i64 1
br i1 %98, label %95, label %100
100: ; preds = %95
%101 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* dereferenceable(1) getelementptr inbounds ([12 x i8], [12 x i8]* @.str.2, i64 0, i64 0), i32 %97)
ret void
}