#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 */
typedef scalar_t__ uint8_t;
typedef scalar_t__ uint64_t;
typedef scalar_t__ uint32_t;

/* Variables and functions */
scalar_t__ *calloc(size_t, int);
int /*<<< orphan*/ free(scalar_t__ *);
scalar_t__ *grow(scalar_t__ *, size_t *);
uint64_t solve(uint64_t n) {
  size_t nalloc = 1;
  uint8_t *digits = calloc(nalloc, sizeof(uint8_t));
  uint32_t nused = 1;
  digits[0] = 1;
  for (uint32_t x = 2; x <= n; ++x) {
    uint32_t carry = 0;
    uint32_t i = 0;
    for (i = 0; i < nused || carry; ++i) {
      if (i >= nalloc)
        digits = grow(digits, &nalloc);
      uint32_t value = carry + x * digits[i];
      digits[i] = value % 10;
      carry = value / 10;
    }
    nused = i;
  }
  uint64_t sum = 0;
  for (uint64_t i = 0; i < nused; ++i) {
    sum += digits[i];
  }
  free(digits);
  return sum;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<solve>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x60,%rsp
mov    %rdi,-0x8(%rbp)
movq   $0x1,-0x10(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
mov    $0x8,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
movq   $0x1,-0x20(%rbp)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movq   $0x1,(%rax)
movq   $0x2,-0x28(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
cmp    -0x8(%rbp),%rax
jg     1256 <solve+0x126>
movq   $0x0,-0x30(%rbp)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
movq   $0x0,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    $0x1,%al
cmp    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %al,-0x51(%rbp)
jl     11b5 <solve+0x85>
cmpq   $0x0,-0x30(%rbp)
setne  %al
mov    %al,-0x51(%rbp)
mov    -0x51(%rbp),%al
test   $0x1,%al
jne    11c5 <solve+0x95>
jmp    123d <solve+0x10d>
mov    -0x38(%rbp),%rax
cmp    -0x10(%rbp),%rax
jb     11e4 <solve+0xb4>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
lea    -0x10(%rbp),%rsi
call   1040 <grow@plt>
mov    %rax,-0x18(%rbp)
mov    -0x30(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp),%rcx
mov    -0x18(%rbp),%rdx
mov    -0x38(%rbp),%rsi
imul   (%rdx,%rsi,8),%rcx
add    %rcx,%rax
mov    %rax,-0x40(%rbp)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    $0xa,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x38(%rbp),%rcx
mov    %rdx,(%rax,%rcx,8)
mov    -0x40(%rbp),%rax
mov    $0xa,%ecx
cqto
idiv   %rcx
mov    %rax,-0x30(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x38(%rbp)
jmp    1197 <solve+0x67>
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x20(%rbp)
mov    -0x28(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
jmp    1171 <solve+0x41>
movq   $0x0,-0x48(%rbp)
movq   $0x0,-0x50(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
cmp    -0x20(%rbp),%rax
jge    1299 <solve+0x169>
mov    -0x18(%rbp),%rax
mov    -0x50(%rbp),%rcx
mov    (%rax,%rcx,8),%rax
add    -0x48(%rbp),%rax
mov    %rax,-0x48(%rbp)
mov    -0x50(%rbp),%rax
add    $0x1,%rax
mov    %rax,-0x50(%rbp)
jmp    1266 <solve+0x136>
mov    -0x18(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x48(%rbp),%rax
add    $0x60,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<solve>:
push   %rbp
push   %r15
push   %r14
push   %r13
push   %r12
push   %rbx
sub    $0x18,%rsp
mov    %rdi,%rbp
movq   $0x1,0x8(%rsp)
mov    $0x1,%ebx
mov    $0x1,%edi
mov    $0x8,%esi
call   1050 <calloc@plt>
mov    %rax,%rdi
movq   $0x1,(%rax)
mov    %rbp,0x10(%rsp)
cmp    $0x2,%rbp
jl     1222 <solve+0xf2>
mov    $0x1,%ebp
mov    $0x2,%r12d
movabs $0x6666666666666667,%r13
66 66 66
lea    0x8(%rsp),%r15
jmp    11b2 <solve+0x82>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nopl   (%rax)
lea    0x1(%r12),%rax
mov    %rbx,%rbp
cmp    0x10(%rsp),%r12
mov    %rax,%r12
je     121d <solve+0xed>
xor    %ebx,%ebx
test   %rbp,%rbp
je     11a0 <solve+0x70>
xor    %edx,%edx
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
mov    %rdx,%r14
cmp    0x8(%rsp),%rbx
jb     11d5 <solve+0xa5>
mov    %r15,%rsi
call   1040 <grow@plt>
mov    %rax,%rdi
mov    (%rdi,%rbx,8),%rsi
imul   %r12,%rsi
lea    (%rsi,%r14,1),%rcx
mov    %rcx,%rax
imul   %r13
mov    %rdx,%rax
shr    $0x3f,%rax
sar    $0x2,%rdx
add    %rax,%rdx
lea    (%rdx,%rdx,1),%rax
lea    (%rax,%rax,4),%rax
sub    %rax,%rcx
mov    %rcx,(%rdi,%rbx,8)
add    $0x1,%rbx
cmp    %rbp,%rbx
jb     11c0 <solve+0x90>
lea    (%rsi,%r14,1),%rax
add    $0xfffffffffffffff6,%rax
cmp    $0xffffffffffffffed,%rax
jb     11c0 <solve+0x90>
jmp    11a0 <solve+0x70>
test   %rbx,%rbx
je     125f <solve+0x12f>
cmp    $0x4,%rbx
jae    1232 <solve+0x102>
xor    %eax,%eax
xor    %r14d,%r14d
jmp    1337 <solve+0x207>
mov    %rbx,%rax
and    $0xfffffffffffffffc,%rax
lea    -0x4(%rax),%rdx
mov    %rdx,%rsi
shr    $0x2,%rsi
add    $0x1,%rsi
mov    %esi,%ecx
and    $0x3,%ecx
cmp    $0xc,%rdx
jae    1267 <solve+0x137>
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
jmp    12d9 <solve+0x1a9>
xor    %r14d,%r14d
jmp    1320 <solve+0x1f0>
and    $0xfffffffffffffffc,%rsi
pxor   %xmm0,%xmm0
xor    %edx,%edx
pxor   %xmm1,%xmm1
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
nop
movdqu (%rdi,%rdx,8),%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x10(%rdi,%rdx,8),%xmm0
paddq  %xmm1,%xmm0
movdqu 0x20(%rdi,%rdx,8),%xmm1
movdqu 0x30(%rdi,%rdx,8),%xmm3
movdqu 0x40(%rdi,%rdx,8),%xmm4
paddq  %xmm1,%xmm4
paddq  %xmm2,%xmm4
movdqu 0x50(%rdi,%rdx,8),%xmm2
paddq  %xmm3,%xmm2
paddq  %xmm0,%xmm2
movdqu 0x60(%rdi,%rdx,8),%xmm0
paddq  %xmm4,%xmm0
movdqu 0x70(%rdi,%rdx,8),%xmm1
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x10,%rdx
add    $0xfffffffffffffffc,%rsi
jne    1280 <solve+0x150>
test   %rcx,%rcx
je     130c <solve+0x1dc>
lea    (%rdi,%rdx,8),%rdx
add    $0x10,%rdx
shl    $0x5,%rcx
xor    %esi,%esi
nopl   0x0(%rax)
movdqu -0x10(%rdx,%rsi,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm0
movdqu (%rdx,%rsi,1),%xmm2
paddq  %xmm2,%xmm1
add    $0x20,%rsi
cmp    %rsi,%rcx
jne    12f0 <solve+0x1c0>
paddq  %xmm1,%xmm0
pshufd $0xee,%xmm0,%xmm1
paddq  %xmm0,%xmm1
movq   %xmm1,%r14
jmp    133f <solve+0x20f>
call   1030 <free@plt>
mov    %r14,%rax
add    $0x18,%rsp
pop    %rbx
pop    %r12
pop    %r13
pop    %r14
pop    %r15
pop    %rbp
ret
add    (%rdi,%rax,8),%r14
add    $0x1,%rax
cmp    %rax,%rbx
jne    1337 <solve+0x207>
jmp    1320 <solve+0x1f0>

LLVM IR (-O0):
define i64 @solve(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = alloca i64
%4 = alloca i64*
%5 = alloca i64
%6 = alloca i64
%7 = alloca i64
%8 = alloca i64
%9 = alloca i64
%10 = alloca i64
%11 = alloca i64
store i64 %0, i64* %2
store i64 1, i64* %3
%12 = load i64, i64* %3
%13 = call i64* @calloc(i64 %12, i32 8)
store i64* %13, i64** %4
store i64 1, i64* %5
%14 = load i64*, i64** %4
%15 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 0
store i64 1, i64* %15
store i64 2, i64* %6
br label %16
16: ; preds = %58, %1
%17 = load i64, i64* %6
%18 = load i64, i64* %2
%19 = icmp sle i64 %17, %18
br i1 %19, label %20, label %61
20: ; preds = %16
store i64 0, i64* %7
store i64 0, i64* %8
store i64 0, i64* %8
br label %21
21: ; preds = %53, %20
%22 = load i64, i64* %8
%23 = load i64, i64* %5
%24 = icmp slt i64 %22, %23
br i1 %24, label %28, label %25
25: ; preds = %21
%26 = load i64, i64* %7
%27 = icmp ne i64 %26, 0
br label %28
28: ; preds = %25, %21
%29 = phi i1 [ true, %21 ], [ %27, %25 ]
br i1 %29, label %30, label %56
30: ; preds = %28
%31 = load i64, i64* %8
%32 = load i64, i64* %3
%33 = icmp uge i64 %31, %32
br i1 %33, label %34, label %37
34: ; preds = %30
%35 = load i64*, i64** %4
%36 = call i64* @grow(i64* %35, i64* %3)
store i64* %36, i64** %4
br label %37
37: ; preds = %34, %30
%38 = load i64, i64* %7
%39 = load i64, i64* %6
%40 = load i64*, i64** %4
%41 = load i64, i64* %8
%42 = getelementptr inbounds i64, i64* %40, i64 %41
%43 = load i64, i64* %42
%44 = mul nsw i64 %39, %43
%45 = add nsw i64 %38, %44
store i64 %45, i64* %9
%46 = load i64, i64* %9
%47 = srem i64 %46, 10
%48 = load i64*, i64** %4
%49 = load i64, i64* %8
%50 = getelementptr inbounds i64, i64* %48, i64 %49
store i64 %47, i64* %50
%51 = load i64, i64* %9
%52 = sdiv i64 %51, 10
store i64 %52, i64* %7
br label %53
53: ; preds = %37
%54 = load i64, i64* %8
%55 = add nsw i64 %54, 1
store i64 %55, i64* %8
br label %21
56: ; preds = %28
%57 = load i64, i64* %8
store i64 %57, i64* %5
br label %58
58: ; preds = %56
%59 = load i64, i64* %6
%60 = add nsw i64 %59, 1
store i64 %60, i64* %6
br label %16
61: ; preds = %16
store i64 0, i64* %10
store i64 0, i64* %11
br label %62
62: ; preds = %73, %61
%63 = load i64, i64* %11
%64 = load i64, i64* %5
%65 = icmp slt i64 %63, %64
br i1 %65, label %66, label %76
66: ; preds = %62
%67 = load i64*, i64** %4
%68 = load i64, i64* %11
%69 = getelementptr inbounds i64, i64* %67, i64 %68
%70 = load i64, i64* %69
%71 = load i64, i64* %10
%72 = add nsw i64 %71, %70
store i64 %72, i64* %10
br label %73
73: ; preds = %66
%74 = load i64, i64* %11
%75 = add nsw i64 %74, 1
store i64 %75, i64* %11
br label %62
76: ; preds = %62
%77 = load i64*, i64** %4
%78 = call i32 @free(i64* %77)
%79 = load i64, i64* %10
ret i64 %79
}

LLVM IR (-O2):
define i64 @solve(i64 %0) {
%2 = alloca i64
%3 = bitcast i64* %2 to i8*
store i64 1, i64* %2
%4 = tail call i64* @calloc(i64 1, i32 8)
store i64 1, i64* %4
%5 = icmp slt i64 %0, 2
br i1 %5, label %13, label %6
6: ; preds = %1, %122
%7 = phi i64* [ %124, %122 ], [ %4, %1 ]
%8 = phi i64 [ %125, %122 ], [ 2, %1 ]
%9 = phi i64 [ %123, %122 ], [ 1, %1 ]
%10 = icmp eq i64 %9, 0
br i1 %10, label %122, label %101
11: ; preds = %122
%12 = icmp eq i64 %123, 0
br i1 %12, label %127, label %13
13: ; preds = %1, %11
%14 = phi i64* [ %124, %11 ], [ %4, %1 ]
%15 = phi i64 [ %123, %11 ], [ 1, %1 ]
%16 = icmp ult i64 %15, 4
br i1 %16, label %98, label %17
17: ; preds = %13
%18 = and i64 %15, -4
%19 = add i64 %18, -4
%20 = lshr exact i64 %19, 2
%21 = add nuw nsw i64 %20, 1
%22 = and i64 %21, 3
%23 = icmp ult i64 %19, 12
br i1 %23, label %69, label %24
24: ; preds = %17
%25 = and i64 %21, 9223372036854775804
br label %26
26: ; preds = %26, %24
%27 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %66, %26 ]
%28 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %24 ], [ %64, %26 ]
%29 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %24 ], [ %65, %26 ]
%30 = phi i64 [ 0, %24 ], [ %67, %26 ]
%31 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 %27
%32 = bitcast i64* %31 to <2 x i64>*
%33 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %32
%34 = getelementptr inbounds i64, i64* %31, i64 2
%35 = bitcast i64* %34 to <2 x i64>*
%36 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %35
%37 = add <2 x i64> %33, %28
%38 = add <2 x i64> %36, %29
%39 = or i64 %27, 4
%40 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 %39
%41 = bitcast i64* %40 to <2 x i64>*
%42 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %41
%43 = getelementptr inbounds i64, i64* %40, i64 2
%44 = bitcast i64* %43 to <2 x i64>*
%45 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %44
%46 = add <2 x i64> %42, %37
%47 = add <2 x i64> %45, %38
%48 = or i64 %27, 8
%49 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 %48
%50 = bitcast i64* %49 to <2 x i64>*
%51 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %50
%52 = getelementptr inbounds i64, i64* %49, i64 2
%53 = bitcast i64* %52 to <2 x i64>*
%54 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %53
%55 = add <2 x i64> %51, %46
%56 = add <2 x i64> %54, %47
%57 = or i64 %27, 12
%58 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 %57
%59 = bitcast i64* %58 to <2 x i64>*
%60 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %59
%61 = getelementptr inbounds i64, i64* %58, i64 2
%62 = bitcast i64* %61 to <2 x i64>*
%63 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %62
%64 = add <2 x i64> %60, %55
%65 = add <2 x i64> %63, %56
%66 = add nuw i64 %27, 16
%67 = add nuw i64 %30, 4
%68 = icmp eq i64 %67, %25
br i1 %68, label %69, label %26
69: ; preds = %26, %17
%70 = phi <2 x i64> [ undef, %17 ], [ %64, %26 ]
%71 = phi <2 x i64> [ undef, %17 ], [ %65, %26 ]
%72 = phi i64 [ 0, %17 ], [ %66, %26 ]
%73 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %17 ], [ %64, %26 ]
%74 = phi <2 x i64> [ zeroinitializer, %17 ], [ %65, %26 ]
%75 = icmp eq i64 %22, 0
br i1 %75, label %92, label %76
76: ; preds = %69, %76
%77 = phi i64 [ %89, %76 ], [ %72, %69 ]
%78 = phi <2 x i64> [ %87, %76 ], [ %73, %69 ]
%79 = phi <2 x i64> [ %88, %76 ], [ %74, %69 ]
%80 = phi i64 [ %90, %76 ], [ 0, %69 ]
%81 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 %77
%82 = bitcast i64* %81 to <2 x i64>*
%83 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %82
%84 = getelementptr inbounds i64, i64* %81, i64 2
%85 = bitcast i64* %84 to <2 x i64>*
%86 = load <2 x i64>, <2 x i64>* %85
%87 = add <2 x i64> %83, %78
%88 = add <2 x i64> %86, %79
%89 = add nuw i64 %77, 4
%90 = add i64 %80, 1
%91 = icmp eq i64 %90, %22
br i1 %91, label %92, label %76
92: ; preds = %76, %69
%93 = phi <2 x i64> [ %70, %69 ], [ %87, %76 ]
%94 = phi <2 x i64> [ %71, %69 ], [ %88, %76 ]
%95 = add <2 x i64> %94, %93
%96 = call i64 @llvm.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %95)
%97 = icmp eq i64 %15, %18
br i1 %97, label %127, label %98
98: ; preds = %13, %92
%99 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %18, %92 ]
%100 = phi i64 [ 0, %13 ], [ %96, %92 ]
br label %131
101: ; preds = %6, %109
%102 = phi i64* [ %110, %109 ], [ %7, %6 ]
%103 = phi i64 [ %117, %109 ], [ 0, %6 ]
%104 = phi i64 [ %116, %109 ], [ 0, %6 ]
%105 = load i64, i64* %2
%106 = icmp ult i64 %103, %105
br i1 %106, label %109, label %107
107: ; preds = %101
%108 = call i64* @grow(i64* %102, i64* %2)
br label %109
109: ; preds = %107, %101
%110 = phi i64* [ %108, %107 ], [ %102, %101 ]
%111 = getelementptr inbounds i64, i64* %110, i64 %103
%112 = load i64, i64* %111
%113 = mul nsw i64 %112, %8
%114 = add nsw i64 %113, %104
%115 = srem i64 %114, 10
store i64 %115, i64* %111
%116 = sdiv i64 %114, 10
%117 = add nuw nsw i64 %103, 1
%118 = icmp ult i64 %117, %9
%119 = add i64 %114, -10
%120 = icmp ult i64 %119, -19
%121 = select i1 %118, i1 true, i1 %120
br i1 %121, label %101, label %122
122: ; preds = %109, %6
%123 = phi i64 [ 0, %6 ], [ %117, %109 ]
%124 = phi i64* [ %7, %6 ], [ %110, %109 ]
%125 = add nuw i64 %8, 1
%126 = icmp eq i64 %8, %0
br i1 %126, label %11, label %6
127: ; preds = %131, %92, %11
%128 = phi i64* [ %124, %11 ], [ %14, %92 ], [ %14, %131 ]
%129 = phi i64 [ 0, %11 ], [ %96, %92 ], [ %136, %131 ]
%130 = call i32 @free(i64* %128)
ret i64 %129
131: ; preds = %98, %131
%132 = phi i64 [ %137, %131 ], [ %99, %98 ]
%133 = phi i64 [ %136, %131 ], [ %100, %98 ]
%134 = getelementptr inbounds i64, i64* %14, i64 %132
%135 = load i64, i64* %134
%136 = add nsw i64 %135, %133
%137 = add nuw nsw i64 %132, 1
%138 = icmp eq i64 %137, %15
br i1 %138, label %127, label %131
}