#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*/ free(int *);
scalar_t__ malloc(int);
int nthUglyNumber(int n) {
  int *uglyNumbers = (int *)malloc(n * sizeof(int));
  int ps[] = {2, 3, 5}, fs[] = {2, 3, 5}, is[3] = {0};
  int i, min, j;
  uglyNumbers[0] = 1;
  for (i = 1; i < n; ++i) {
    min = fs[0];
    for (j = 1; j < 3; ++j)
      if (fs[j] < min)
        min = fs[j];
    uglyNumbers[i] = min;
    for (j = 0; j < 3; ++j)
      if (fs[j] == min)
        fs[j] = ps[j] * uglyNumbers[++is[j]];
  }
  i = uglyNumbers[n - 1];
  free(uglyNumbers);
  return i;
}


x86 assembly (clang, -O0):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
sub    $0x40,%rsp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
movslq -0x4(%rbp),%rax
shl    $0x2,%rax
mov    %eax,%edi
call   1050 <malloc@plt>
mov    %rax,-0x10(%rbp)
mov    0xeab(%rip),%rax
mov    %rax,-0x1c(%rbp)
mov    0xea9(%rip),%eax
mov    %eax,-0x14(%rbp)
mov    0xea3(%rip),%rax
mov    %rax,-0x28(%rbp)
mov    0xea1(%rip),%eax
mov    %eax,-0x20(%rbp)
lea    -0x34(%rbp),%rdi
xor    %esi,%esi
mov    $0xc,%edx
call   1040 <memset@plt>
mov    -0x10(%rbp),%rax
movl   $0x1,(%rax)
movl   $0x1,-0x38(%rbp)
mov    -0x38(%rbp),%eax
cmp    -0x4(%rbp),%eax
jge    1269 <nthUglyNumber+0x139>
mov    -0x28(%rbp),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
movl   $0x1,-0x40(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x40(%rbp)
jge    11e9 <nthUglyNumber+0xb9>
movslq -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp,%rax,4),%eax
cmp    -0x3c(%rbp),%eax
jge    11d6 <nthUglyNumber+0xa6>
movslq -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp,%rax,4),%eax
mov    %eax,-0x3c(%rbp)
jmp    11db <nthUglyNumber+0xab>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    11b0 <nthUglyNumber+0x80>
mov    -0x3c(%rbp),%edx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x38(%rbp),%rcx
mov    %edx,(%rax,%rcx,4)
movl   $0x0,-0x40(%rbp)
cmpl   $0x3,-0x40(%rbp)
jge    1256 <nthUglyNumber+0x126>
movslq -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x28(%rbp,%rax,4),%eax
cmp    -0x3c(%rbp),%eax
jne    1243 <nthUglyNumber+0x113>
movslq -0x40(%rbp),%rax
mov    -0x1c(%rbp,%rax,4),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
movslq -0x40(%rbp),%rsi
mov    -0x34(%rbp,%rsi,4),%edx
add    $0x1,%edx
mov    %edx,-0x34(%rbp,%rsi,4)
movslq %edx,%rdx
imul   (%rax,%rdx,4),%ecx
movslq -0x40(%rbp),%rax
mov    %ecx,-0x28(%rbp,%rax,4)
jmp    1248 <nthUglyNumber+0x118>
mov    -0x40(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x40(%rbp)
jmp    11fe <nthUglyNumber+0xce>
jmp    125b <nthUglyNumber+0x12b>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x1,%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
jmp    1197 <nthUglyNumber+0x67>
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    -0x4(%rbp),%ecx
sub    $0x1,%ecx
movslq %ecx,%rcx
mov    (%rax,%rcx,4),%eax
mov    %eax,-0x38(%rbp)
mov    -0x10(%rbp),%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    -0x38(%rbp),%eax
add    $0x40,%rsp
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<nthUglyNumber>:
push   %rbp
push   %r14
push   %rbx
mov    %edi,%r14d
lea    0x0(,%r14,4),%edi
call   1040 <malloc@plt>
movl   $0x1,(%rax)
cmp    $0x2,%r14d
jl     11d3 <nthUglyNumber+0xb3>
mov    %r14d,%r8d
mov    $0x1,%edx
xor    %r9d,%r9d
mov    $0x2,%esi
mov    $0x3,%ecx
mov    $0x5,%ebx
xor    %r10d,%r10d
xor    %r11d,%r11d
jmp    1179 <nthUglyNumber+0x59>
cs nopw 0x0(%rax,%rax,1)
add    $0x1,%rdx
cmp    %rdx,%r8
je     11d3 <nthUglyNumber+0xb3>
cmp    %esi,%ecx
mov    %esi,%edi
cmovl  %ecx,%edi
cmp    %edi,%ebx
mov    %edi,%ebp
cmovl  %ebx,%ebp
mov    %ebp,(%rax,%rdx,4)
cmp    %ebp,%esi
je     11a0 <nthUglyNumber+0x80>
cmp    %ebp,%ecx
je     11b1 <nthUglyNumber+0x91>
cmp    %edi,%ebx
jg     1170 <nthUglyNumber+0x50>
jmp    11c3 <nthUglyNumber+0xa3>
nopl   0x0(%rax,%rax,1)
movslq %r9d,%rsi
add    $0x1,%r9d
mov    0x4(%rax,%rsi,4),%esi
add    %esi,%esi
cmp    %ebp,%ecx
jne    1192 <nthUglyNumber+0x72>
movslq %r10d,%rcx
add    $0x1,%r10d
mov    0x4(%rax,%rcx,4),%ecx
lea    (%rcx,%rcx,2),%ecx
cmp    %edi,%ebx
jg     1170 <nthUglyNumber+0x50>
movslq %r11d,%rdi
add    $0x1,%r11d
mov    0x4(%rax,%rdi,4),%edi
lea    (%rdi,%rdi,4),%ebx
jmp    1170 <nthUglyNumber+0x50>
movslq %r14d,%rcx
mov    -0x4(%rax,%rcx,4),%ebx
mov    %rax,%rdi
call   1030 <free@plt>
mov    %ebx,%eax
pop    %rbx
pop    %r14
pop    %rbp
ret

LLVM IR (-O0):
@__const.nthUglyNumber.ps = [3 x i32] [i32 2, i32 3, i32 5]
@__const.nthUglyNumber.fs = [3 x i32] [i32 2, i32 3, i32 5]
define i32 @nthUglyNumber(i32 %0) {
%2 = alloca i32
%3 = alloca i32*
%4 = alloca [3 x i32]
%5 = alloca [3 x i32]
%6 = alloca [3 x i32]
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32
store i32 %0, i32* %2
%10 = load i32, i32* %2
%11 = sext i32 %10 to i64
%12 = mul i64 %11, 4
%13 = trunc i64 %12 to i32
%14 = call i64 @malloc(i32 %13)
%15 = inttoptr i64 %14 to i32*
store i32* %15, i32** %3
%16 = bitcast [3 x i32]* %4 to i8*
%17 = bitcast [3 x i32]* %5 to i8*
%18 = bitcast [3 x i32]* %6 to i8*
%19 = load i32*, i32** %3
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %19, i64 0
store i32 1, i32* %20
store i32 1, i32* %7
br label %21
21: ; preds = %86, %1
%22 = load i32, i32* %7
%23 = load i32, i32* %2
%24 = icmp slt i32 %22, %23
br i1 %24, label %25, label %89
25: ; preds = %21
%26 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %5, i64 0, i64 0
%27 = load i32, i32* %26
store i32 %27, i32* %8
store i32 1, i32* %9
br label %28
28: ; preds = %44, %25
%29 = load i32, i32* %9
%30 = icmp slt i32 %29, 3
br i1 %30, label %31, label %47
31: ; preds = %28
%32 = load i32, i32* %9
%33 = sext i32 %32 to i64
%34 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %5, i64 0, i64 %33
%35 = load i32, i32* %34
%36 = load i32, i32* %8
%37 = icmp slt i32 %35, %36
br i1 %37, label %38, label %43
38: ; preds = %31
%39 = load i32, i32* %9
%40 = sext i32 %39 to i64
%41 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %5, i64 0, i64 %40
%42 = load i32, i32* %41
store i32 %42, i32* %8
br label %43
43: ; preds = %38, %31
br label %44
44: ; preds = %43
%45 = load i32, i32* %9
%46 = add nsw i32 %45, 1
store i32 %46, i32* %9
br label %28
47: ; preds = %28
%48 = load i32, i32* %8
%49 = load i32*, i32** %3
%50 = load i32, i32* %7
%51 = sext i32 %50 to i64
%52 = getelementptr inbounds i32, i32* %49, i64 %51
store i32 %48, i32* %52
store i32 0, i32* %9
br label %53
53: ; preds = %82, %47
%54 = load i32, i32* %9
%55 = icmp slt i32 %54, 3
br i1 %55, label %56, label %85
56: ; preds = %53
%57 = load i32, i32* %9
%58 = sext i32 %57 to i64
%59 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %5, i64 0, i64 %58
%60 = load i32, i32* %59
%61 = load i32, i32* %8
%62 = icmp eq i32 %60, %61
br i1 %62, label %63, label %81
63: ; preds = %56
%64 = load i32, i32* %9
%65 = sext i32 %64 to i64
%66 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %4, i64 0, i64 %65
%67 = load i32, i32* %66
%68 = load i32*, i32** %3
%69 = load i32, i32* %9
%70 = sext i32 %69 to i64
%71 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %6, i64 0, i64 %70
%72 = load i32, i32* %71
%73 = add nsw i32 %72, 1
store i32 %73, i32* %71
%74 = sext i32 %73 to i64
%75 = getelementptr inbounds i32, i32* %68, i64 %74
%76 = load i32, i32* %75
%77 = mul nsw i32 %67, %76
%78 = load i32, i32* %9
%79 = sext i32 %78 to i64
%80 = getelementptr inbounds [3 x i32], [3 x i32]* %5, i64 0, i64 %79
store i32 %77, i32* %80
br label %81
81: ; preds = %63, %56
br label %82
82: ; preds = %81
%83 = load i32, i32* %9
%84 = add nsw i32 %83, 1
store i32 %84, i32* %9
br label %53
85: ; preds = %53
br label %86
86: ; preds = %85
%87 = load i32, i32* %7
%88 = add nsw i32 %87, 1
store i32 %88, i32* %7
br label %21
89: ; preds = %21
%90 = load i32*, i32** %3
%91 = load i32, i32* %2
%92 = sub nsw i32 %91, 1
%93 = sext i32 %92 to i64
%94 = getelementptr inbounds i32, i32* %90, i64 %93
%95 = load i32, i32* %94
store i32 %95, i32* %7
%96 = load i32*, i32** %3
%97 = call i32 @free(i32* %96)
%98 = load i32, i32* %7
ret i32 %98
}

LLVM IR (-O2):
define i32 @nthUglyNumber(i32 %0) {
%2 = shl i32 %0, 2
%3 = tail call i64 @malloc(i32 %2)
%4 = inttoptr i64 %3 to i32*
store i32 1, i32* %4
%5 = icmp sgt i32 %0, 1
br i1 %5, label %6, label %53
6: ; preds = %1
%7 = zext i32 %0 to i64
br label %8
8: ; preds = %6, %48
%9 = phi i32 [ 5, %6 ], [ %49, %48 ]
%10 = phi i32 [ 3, %6 ], [ %39, %48 ]
%11 = phi i32 [ 2, %6 ], [ %29, %48 ]
%12 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %30, %48 ]
%13 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %40, %48 ]
%14 = phi i32 [ 0, %6 ], [ %50, %48 ]
%15 = phi i64 [ 1, %6 ], [ %51, %48 ]
%16 = icmp slt i32 %10, %11
%17 = select i1 %16, i32 %10, i32 %11
%18 = icmp slt i32 %9, %17
%19 = select i1 %18, i32 %9, i32 %17
%20 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %15
store i32 %19, i32* %20
%21 = icmp eq i32 %11, %19
br i1 %21, label %22, label %28
22: ; preds = %8
%23 = add nsw i32 %12, 1
%24 = sext i32 %23 to i64
%25 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %24
%26 = load i32, i32* %25
%27 = shl nsw i32 %26, 1
br label %28
28: ; preds = %8, %22
%29 = phi i32 [ %27, %22 ], [ %11, %8 ]
%30 = phi i32 [ %23, %22 ], [ %12, %8 ]
%31 = icmp eq i32 %10, %19
br i1 %31, label %32, label %38
32: ; preds = %28
%33 = add nsw i32 %13, 1
%34 = sext i32 %33 to i64
%35 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %34
%36 = load i32, i32* %35
%37 = mul nsw i32 %36, 3
br label %38
38: ; preds = %32, %28
%39 = phi i32 [ %37, %32 ], [ %10, %28 ]
%40 = phi i32 [ %33, %32 ], [ %13, %28 ]
%41 = icmp sgt i32 %9, %17
br i1 %41, label %48, label %42
42: ; preds = %38
%43 = add nsw i32 %14, 1
%44 = sext i32 %43 to i64
%45 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %44
%46 = load i32, i32* %45
%47 = mul nsw i32 %46, 5
br label %48
48: ; preds = %42, %38
%49 = phi i32 [ %47, %42 ], [ %9, %38 ]
%50 = phi i32 [ %43, %42 ], [ %14, %38 ]
%51 = add nuw nsw i64 %15, 1
%52 = icmp eq i64 %51, %7
br i1 %52, label %53, label %8
53: ; preds = %48, %1
%54 = add nsw i32 %0, -1
%55 = sext i32 %54 to i64
%56 = getelementptr inbounds i32, i32* %4, i64 %55
%57 = load i32, i32* %56
%58 = tail call i32 @free(i32* %4)
ret i32 %57
}